ADITIVOS MINERAIS PARA VIABILIZAÇÃO DE ATERROS

EXCLUSIVOS DE LODOS DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ESGOTOS (ETES)

HILTON FELÍCIO DOS SANTOS

Tese de Doutorado apresentada ao Departamento de Saúde Ambiental da Faculdade de Saúde Pública da Universidade de São Paulo para obtenção do Grau de Doutor

Área de Concentração:

Saúde Ambiental

ORIENTADOR:

PROF. DR. PEDRO CAETANO SANCHES MANCUSO

São Paulo

2003

ADITIVOS MINERAIS PARA VIABILIZAÇÃO DE ATERROS EXCLUSIVOS DE LODOS DE

ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ESGOTOS (ETES)

HILTON FELÍCIO DOS SANTOS

Tese de Doutorado apresentada ao Departamento de Saúde Ambiental da Faculdade de Saúde Pública da Universidade de São Paulo para obtenção do Grau de Doutor

Área de Concentração:

Saúde Ambiental

ORIENTADOR:

PROF. DR. PEDRO CAETANO SANCHES MANCUSO

São Paulo

2003

AGRADECIMENTOS

Meus agradecimentos ao Prof. Dr. Pedro Caetano Sanches Mancuso pela orientação

prestada e pelo incentivo permanente na realização deste trabalho acadêmico.

Agradeço à Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo pela cessão de

dados de seu acervo e em especial à equipe de operação da Estação de Tratamento de

Esgotos de Barueri cujo apoio foi fundamental para realização dos estudos de campo.

ÍNDICE

RESUMO

SUMMARY

LISTA DE TABELAS

LISTA DE FIGURAS

1. INTRODUÇÃO 1

1.1 Antecedentes 1

1.2 Porque aditivos minerais nos aterros exclusivos 4

1.3 Solos de empréstimo como aditivo 5

1.4 A cal como aditivo 7

1.5 O Absorsol e outros aditivos minerais 9

2. OBJETIVOS 17

2.1 Objetivo geral 17

2.2 Objetivos específicos 17

3. REVISÃO DA LITERATURA 18

3.1 Disposição de lodos em aterros 18

3.2 Tipos de aterro 23

3.2.1 Aterros exclusivos de lodo 23

3.2.2 Aterros mistos de lodo 25

3.3 Aterro exclusivo de lodo projetado para a RMSP 29

3.4 Tipos de tortas de lodo de filtro-prensa na ETE Barueri 33

3.5 Perspectiva atual de uso agrícola dos lodos da ETE Barueri 36

4. MATERIAIS E MÉTODOS 37

4.1 Materiais 37

4.1.1 Filtros-prensa da estação de Barueri 37

4.1.2 Cal virgem para as pistas experimentais 37

4.1.3 Equipamento de mistura de aditivos na torta de lodo para construção

da pista 41

4.1.4 Ensaio do Índice Suporte Califórnia (ISC) 43

4.1.5 Uso do ISC na avaliação das pistas experimentais 44

4.1.6 Ensaios de compressão simples e outros ensaios 51

4.2 Metodologia 53

4.2.1 Coleta de amostras para tortas précondicionadas com cal 53

4.2.2 Formação das pilhas para execução das pistas experimentais e análises

para uso agrícola do biossólido (précondicionamento: cal) 58

4.2.3 Conceito das pistas com tortas das pilhas E e F. Planejamento

das análises de caracterização do lodo das pistas após recebimento

dos aditivos (précondicionamento: cal) 71

4.2.4 Construção das pistas experimentais com as tortas de filtro-prensa

précondicionadas com cal e cloreto férrico 86

4.2.5 Estudos geotécnicos nas pistas feitas a partir das tortas de lodo

pré-condicionadas com cal e cloreto férrico 91

4.2.6 Coleta de amostras para tortas précondicionadas com polímero 101

4.2.7 Ensaios de laboratório a partir das tortas de lodo précondicionadas

com polímero 101

5. RESULTADOS 118

6 DISCUSSÃO 122

7. CONCLUSÕES 126

8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 128

ANEXOS 135

A – Caracterização química do sílico-aluminato de cálcio e

magnésio, Absorsol

B – Ilustração esquemática das amostras de laboratório para

as situações das tortas preparadas com: 1 – cal e cloreto

férrico e 2 – polímero

LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Características de condicionadores minerais naturais 14

Tabela 2: Produção comparativa de lodo na ETE Barueri conforme o

condicionamento química antes da filtragem 34

Tabela 3: Experiências anteriores de mistura de tortas de lodo com

materiais diversos e rendimentos obtidos 39

Tabela 4: Datas de coleta e concentração de sólidos das tortas

(Amostra R = A + B + C + D) 61

Tabela 5: Análises físico-químicas na amostra R (NBR 10.004) 63

Tabela 6: Análises microbiológicas na amostra R 64

Tabela 7: Datas de coleta e concentração de sólidos das tortas

(Amostra E = antes do acréscimo de Absorsol/cal adicional) 65

Tabela 8: Análises físico-químicas na amostra E (NBR 10.004) 66

Tabela 9: Análises microbiológicas na amostra E 67

Tabela 10: Datas de coleta e concentração de sólidos das tortas

(Amostra F = antes do acréscimo adicional de cal virgem) 68

Tabela 11: Análises físico-químicas na amostra F (NBR 10.004) 69

Tabela 12: Análises microbiológicas na amostra F 70

Tabela 13: Datas das retiradas de amostras das pistas para

caracterização físico-química e microbiológica do material

da plataforma 73

Tabela 14: Análises físico-químicas na amostra da pista Cal-01 74

Tabela 15: Análises microbiológicas na amostra da pista de Cal -01 75

Tabela 16: Análises físico-químicas na amostra da pista Cal-02 76

Tabela 17: Análises microbiológicas na amostra da pista de Cal -02 77

Tabela 18: Análises físico-químicas na amostra da pista Cal-03 78

Tabela 19: Análises microbiológicas na amostra da pista de Cal -03 79

Tabela 20: Análises físico-químicas na amostra da pista ABS-01 80

Tabela 21: Análises microbiológicas na amostra da pista de ABS -01 81

Tabela 22: Análises físico-químicas na amostra da pista ABS+Cal-01 82

Tabela 23: Análises microbiológicas na amostra da pista de ABS + Cal -01 83

Tabela 24: Análises físico-químicas na amostra da pista ABS + Cal-02 84

Tabela 25: Análises microbiológicas na amostra da pista de ABS + Cal-02 85

Tabela 26: Temperaturas das amostras de lodo decorrentes da adição de

cal virgem 103

Tabela 27 Média dos resultados para duas amostras dos ensaios de

compressão simples e ISC para tortas précondicionadas com

polímeros 116

Tabela 28: Comparação da qualidade físico-química das amostras de torta

précondicionada com cal e cloreto férrico, antes e depois da

mistura com aditivos adicionais 119

Tabela 29: Qualidade microbiológica das amostras de torta précondicionada

com cal e cloreto férrico, antes e depois da mistura com

aditivos adicionais 120

Tabela 30: Confirmação dos resultados da qualidade microbiológica das

amostras de torta précondicionada com cal e cloreto férrico,

antes e depois da mistura com aditivos adicionais 121

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Aterro exclusivo de várias camadas superpostas para lodos de ETES 3

Figura 2: Distribuição da água intersticial no lodo 12

Figura 3 Secção transversal típica do aterro exclusivo multinivel Classe 1 da Sabesp 32

Figura 4 Descarga do lodo de um dos filtros prensa da ETE Barueri 37

Figura 5 Caminhões de cal virgem ao fundo e pista protegida com lonas plásticas em primeiro plano 40

Figura 6 Descarga do ‘big-bag’ de cal do caminhão 40

Figura 7 Big-bags de cal virgem, apoiados em pallets, e cobertos por lona Plástica 41

Figura 8 Equipamento para mistura de aditivos na torta de lodo 42

Figura 9 Detalhe do alimentador de rosca 42

Figura 10 Descarga da torta do filtro na plataforma do misturador de aditivos, vendo-se o saco de Absorsol à direita da foto 43

Figura 11: Descarga das tortas de lodo e coleta das amostras para as pilhas A, B, C e D 56

Figura 12: Recipientes para amostras A,B, C, D e amostra C fora do seu

recipiente 57

Figura 13: Quarteamento das amostras e eliminação de duas frações,

Conforme a NBR 10007 – Amostragem de Resíduos 57

Figura 14 Pá mecânica de pneus descarregando a torta no terreno da pista 58

Figura 15 (a) Pilhas A, B, C, D formadas e protegidas com plástico contra

chuva. (b) Abaixo, a pilha B foi descoberta e removida

parcialmente 59

Figura 16 Descarga da torta mais Absorsol do misturador especial 87

Figura 17 Aspecto da mistura da torta do filtro prensa mais 7% de Absorsol 87

Figura 18: Descarga da torta misturada com 17,5% de cal no misturador. 88

Figura 19: Lodo com 17,5% de cal virgem notando-se desprendimento de

amônia onde indicado, após cerca de 15 minutos da mistura 88

Figura 20: Mistura com 17,5% de cal. Notar, pela diferença de coloração,

a rápida secagem (cerca de 1 hora) 89

Figura 21: Espalhamento do lodo no inicio de construção das pistas 89

Figura 22: Aspecto das pistas construídas com as pilhas E e F, respectivamente

à esquerda e a direita da foto. 90

Figura 23: Pista experimental com torta de filtro prensa e 17,5% de cal virgem

notando-se desprendimento de amônia após passagem do trator de

esteira D-4. 90

Figura 24: Retirada de amostra para ensaio de compressão simples antes do

espalhamento da pista lodo + 17,5% de cal (temperatura 800 C) 92

Figura 25: Cilindros para envio ao laboratório de solos 92

Figura 26: Variação da resistência à compressão simples de 0 a 40 dias 93

Figura 27: Coleta de amostra da pista com 17,5% de cal, após espalhamento da

torta pelo D – 4, para o ensaio de ISC 95

Figura 28: Coleta de amostra para o ensaio de ISC 95

Figura 29: Variação do ISC de 0 a 40 dias 96

Figura 30: Variação da massa seca da torta nas pistas, de 0 a 40 dias 97

Figura 31: Pista com 7% de Absorsol mostrando baixa resistência ao tráfego

da esteira de um trator D – 4. 98

Figura 32: Tentativa de compactação da pista com 7% de Absorsol 99

Figura 33: Pista com 17,5% de cal virgem após espalhamento e compactação 99

Figura 34: Compactação da pista com 8% de cal e 4% de Absorsol 100

Figura 35: Pista de tortas de lodo com 8% de cal e 4% de Absorsol

30 dias após a compactação 100

Figura 36: Torta preparada com polímero misturada com cal no laboratório 104

Figura 37: Da esquerda para a direita corpos de prova, rompidos, com 5%,

10% e 20% de cal 105

Figura 38: Colocação da amostra em cilindro para moldar o corpo de prova 106

Figura 39: Rompimento de corpo de corpo de prova com 5% de cal, sendo

mostrado o anel dinamométrico utilizado para determinar

os esforços aplicados. 107

Figura 40: Rompimento de corpo de prova com 20% de cal 108

Figura 41: Ensaio de compressão simples para dosagens diversas de cal

nas tortas précondicionadas com polímeros 109

Figura 42: ISC: Colocação da amostra homogeneizada no molde cilíndrico 111

Figura 43: ISC: Compactação da amostra com peso e altura de queda

conforme especificação do ensaio. 112

Figura 44: ISC: Preparação da amostra para a pesagem 113

Figura 45: Pesagem do molde cilíndrico contendo a amostra 113

Figura 46: Amostra sendo prensada com destaque para o pistão de

penetração 114

Figura 47: Ensaio de determinação do ISC para dosagens diversas de

cal nas tortas précondicionadas com polímeros 115

RESUMO

Durante os trabalhos do plano diretor de lodos para as cinco principais estações de tratamento de esgotos sanitários (ETE’s) da área metropolitana de São Paulo recomendou-se a construção de pistas com tortas de filtro-prensa misturadas com aditivos minerais alternativos. As pistas simulariam a viabilidade construtiva dos aterros exclusivos de lodo em escala real. O projeto deste aterro previa células sobrepostas, recurso de engenharia contra a exigüidade de terrenos adequados próximos das ETES.

Os aterros exclusivos foram vistos, convergentemente, como único volante capaz de absorver a quantidade de lodo não utilizada para a agricultura de grãos, reflorestamentos de Eucaliptus Grandis e outros usos úteis. Os aterros seriam construídos gradativamente, pela própria operação diária de destino do lodo, sendo essencial que fossem capazes de suportar o tráfego dos caminhões de lodo.

Esta tese investiga a capacidade de resistência ao tráfego de pistas experimentais construídas com tortas de filtro-prensa da ETE Barueri e também verifica sua qualidade para possível uso agrícola como condicionador de solos.

Antes da filtragem o lodo recebia cloreto férrico e cal. Posteriormente passou a receber polímeros e cloreto férrico. Foram testadas várias pistas de 30 7 0,5 metros no pátio da ETE, retirando-se amostras para medição de parâmetros úteis à construção dos aterros e/ou seu preferível uso agrícola. Foram assim determinados a umidade do lodo, sua resistência à compressão simples, o Índice Suporte Califórnia e as características químicas e biológicas das tortas pré-condicionadas com cal.

Os ensaios de laboratório de solos com amostras retiradas dessas pistas indicaram a viabilidade construtiva do proposto. A mistura adicional com Absorsol, um silico-aluminato de cálcio e magnésio, também foi verificada, indicando menor consumo de cal para construir a pista, com algum sacrifício na capacidade de suporte ao tráfego.

Não foram construídas pistas depois que o pré-condicionamento mudou para polímeros porque os ensaios de laboratório com estas indicaram sua baixa resistência à compressão, para várias dosagens adicionais de cal.

As tortas pré-condicionadas com cal foram julgadas adequadas para uso agrícola, tanto no aspecto físico-químico quanto no parasitológico e microbiológico. Em 1999 a Sabesp constatou que continuavam adequadas, mesmo sem adição de cal.

A tese recomenda a construção de pistas experimentais no aterro Anhanguera, no primeiro dos três terrenos já escolhidos pela Sabesp, com o objetivo de quantificar, projetar e estimar custos da agregação de cal ao lodo, hoje pré-condicionado com polímeros. Esta agregação será indispensável, como foi demonstrado, visto que sem ela não há possibilidade dos caminhões e/ou maquinário deixarem de afundar enquanto estiverem trafegando sobre o aterro, durante a descarga e compactação do lodo.

Recomenda-se ainda investigar as condições geotécnicas resultantes nestas pistas se o Absorsol for também usado como aditivo, juntamente com a cal, para evitar a produção de fenóis – verificada na pista experimental – e para diminuir o consumo de cal na construção do aterro.

Descritores: Teses Acadêmicas. Disposição de Lodos de ETES. Aterros Exclusivos.

SUMMARY

Field experiments regarding monofill prototypes were recommended in the Master Plan for Treatment and Final Disposal of Wastewater Sludges from all five large activated sludge wastewater treatment plants of Sao Paulo Metropolitan Area. The prototypes would simulate the construction feasibility of the future sludge monofills since their design forecasted superimposed sludge layers of dozens of meters due to the limited availability of suitable areas within reasonable distances from the plants. There was a general agreement regarding the directive to build monofills because they would be needed for biosolid volumes not used for better and preferred purposes, such as grain crops and Eucalyptus Grandis reforestation, for instance. They should grow slowly, as a daily consequence of the plant operation, and they should have, as a must, the ability to support the traffic load of the sludge cake hauling vehicles.

This doctorate research investigates both how well monofill prototypes could resist machinery traffic and how suitable Barueri plant sludge cakes were for land application purposes as biosolids.

A number of 30m 7m 0.5 m road stretches using sludge cakes plus mineral amendments were built within Barueri’s WWTP yard. The material was limed ferric chloride filter-pressed cakes. At a later date polymers substitute the lime. Prior to be compacted, the cakes were further amended with quick-lime, with good results, and/or with a calcium magnesium silicate (Absorsol), with some lime savings although with less compaction resistance. Dozens of photos are included in this thesis.

Graphics are also presented in order to show the variability of some geotechnical parameters, such as simple (non-confined) compression, California Bearing Ratio and sludge moisture through time. Physical, chemical, parasitological and microbiological analyses have been carried out both from cakes and from the compacted experimental road fill.

After lime replace polymers prior filtration, no prototypes were built, because laboratory soil essays have shown unacceptable compaction resistance of the further amended cake for a number of additional lime dosages.

Limed cakes were found suitable for agriculture use. Sabesp has recently (1999) verified that they may still suit agricultural purposes, though lime is no longer added.

The thesis recommends that a prototype be built in Sabesp’s Anhanguera monofill site to quantify design parameters, mainly the additional lime quantities to today’s polymer conditioned cakes. Mineral amendments are essential, as demonstrated, to keep trucks and earthmoving equipment circulating over the fill.

Geotechnical behavior when Absorsol is added should also be verified. Depending upon favorable results, it would avoid phenols releasing when further lime is added – as experimentally verified – and might save lime amendment to soil.

Keywords: Thesis, Academic. Wastewater Sludge Disposal. Monofill

1. INTRODUÇÃO

1.1 Antecedentes

A motivação para os trabalhos desta tese surgiu durante os estudos do plano diretor para

tratamento e disposição final dos lodos das cinco grandes estações de tratamento de

esgotos sanitários (ETES) da área metropolitana de São Paulo (RMSP). Esses estudos,

contratados pela Sabesp a partir de 1992, tinham por objetivo a recuperação ambiental

da área metropolitana através de projetos e obras. Foram geridos pela Sabesp-Cetesb-

DAEE e por um Consórcio Gerenciador de empresas privadas, integrantes de um grupo

executivo criado pelo governo estadual em 1991 para implantação da primeira fase do

empreendimento conhecido como “Projeto Tietê”.

No início da década passada, São Paulo possuía apenas duas grandes ETES em

operação: Suzano e Barueri. Mesmo antes do começo das atividades do grupo executivo

e do referido plano diretor, a Sabesp foi compelida, como condição para liberação da

parcela financiada pelo BID, a indicar um destino para os lodos do tratamento já

produzido nestas duas instalações mais os que seriam retidos nas três novas ETES

(ABC, São Miguel e Parque Novo Mundo) a serem construídas pelo “Projeto Tietê”.

Consultores nacionais, assessorados por uma empresa de consultoria francesa, indicaram

como solução para o problema a construção de dois aterros exclusivos para lodos,

denominados aterros “Leste” e “Oeste”. Estes aterros deveriam possuir altura de dezenas

de metros e não possuíam antecedente em outros locais do mundo. A razão para a

grande altura era a exigüidade de áreas adequadas na RMSP para acomodar as 750

toneladas de lodo diárias, em base seca – quase 2.000 t/dia de tortas de filtro-prensa –

previstas para o ano 2.015. O consórcio franco-brasileiro recomendou que fossem

1

construídas algumas pistas experimentais, ou mini-aterros exclusivos, com as tortas de

lodo misturadas com cal, com terra e/ou com outros aditivos, para que se determinassem

parâmetros geotécnicos úteis ao projeto pioneiro desses aterros.

Consultores britânicos que assessoravam outra área da Sabesp trouxeram dois

especialistas em grandes barragens de terra, especificamente para darem seu parecer.

Ambos ratificaram, como condição essencial para o projeto desses aterros de grande

altura, o estudo geotécnico em “pistas experimentais”.

O plano diretor de lodos, finalmente contratado, centrou suas recomendações na

construção de uma central de secagem térmica na ETE São Miguel (recebendo seus

lodos e os das ETES de Suzano e Parque Novo Mundo) para uso agrícola do granulado

praticamente seco e não descartou outros usos úteis, como o das tortas de lodo em

agricultura de grãos e reflorestamentos. Entretanto, ratificou com máxima ênfase, ser

imprescindível a disposição em aterros para a (maior) parcela de lodo sem

reaproveitamento aceitável como sejam disposição de tortas, granulado seco

termicamente e/ou cinzas de incineração, caso esta venha a ser uma opção futura. E por

causa da competição pelo uso do solo urbano da metrópole reafirmou a necessidade de

se construir aterros de grande altura em camadas superpostas, tal como recomendado por

franceses, britânicos e brasileiros no passado.

Em 2.002 a central de secagem térmica de São Miguel iniciou sua operação e as áreas

para os aterros foram finalmente adquiridas ao longo da via Anhanguera, pouco depois

do aterro municipal para o lixo (aterro Bandeirantes).

A concepção desta obra pioneira pode ser visualizada na figura 1.

2

O plano diretor de lodos para as ETES da RMSP considerou como principais vantagens

da destinação aterros exclusivos:

Apresentam menor prazo de implantação do que outras alternativas consideradas.

São capazes de absorver grandes quantidades de lodo, independentemente de sua

qualidade, porque serão construídos seguindo as especificações prescritas para

aterros de resíduos classe I.

Podem absorver a demanda adicional não consumida pelas soluções de uso útil

do lodo, dentre as quais destaca-se o uso agrícola para lodos predominante classe

II da NBR 10.004 e biologicamente enquadráveis pela Cetesb, no mínimo, na

classe B.

Podem receber eventuais cinzas de incineração.

Constituem uma reserva permanente e sempre disponível para a disposição do

lodo que não esteja sendo reciclado.

3

Dique

N A

1,5%

Geomembr anaPEA D esp =2 mm

Dr eno de cont r ole de vazament os

Camada colet or a do lix iviado

S elo de ar gila compact ada

S elo de S olo

Galer ia visit ável

Gr amado Camada dr enant e Lodo compact ado

Célula

Figura 1 Aterro exclusivo de várias camadas superpostas para lodos de ETES

Fonte: Vasconcellos et al, 1995

1.2 Porque aditivos minerais nos aterros exclusivos

Os aterros apenas de lodos não possuem capacidade de suportar o tráfego dos veículos

que o transportam até o local e que precisariam trafegar sobre ele durante a descarga.

Deve também ser capaz de suportar o tráfego de um trator de esteiras de pequeno porte,

como o D-4 da Caterpillar, previsto para compactar e espalhar o lodo durante sua

operação diária de descarga no aterro. (Sabesp, 1998)

Experiências na ETE Barueri na década de 90 (Nogueira e Santos, 1995a, 1995b)

comprovaram que lodo condicionado com 22% de cal e 8% de cloreto férrico para fins

de desidratação em filtros-prensa seria incapaz de suportar o tráfego de caminhões e/ou

tratores quando colocado numa célula experimental de 30 × 5 × 1,5 m no pátio da ETE,

mesmo depois de alguns dias ao sol. O único tráfego possível foi o de um pequeno

“Bob-Cat”, mas somente depois da colocação de 0,50 m de terra por cima dos 0,60 m de

lodo.

Por este motivo durante os trabalhos desta tese foram experimentadas misturas

adicionais de cal virgem na torta de lodo a 40% de sólidos, pré-condicionada com cal e

cloreto férrico, e também na torta resultante do pré-condicionamento com polímeros e

cloreto férrico. No primeiro caso foram realizados ensaios de laboratório e pistas

experimentais; no segundo, apenas ensaios de laboratório.

Além da cal, outros aditivos foram propostos no Plano Diretor, como terra, em grande

quantidade e cinzas de uma eventual incineração futura dos lodos. Durante a fase de

campo desta tese foi também testado um silico-aluminato de cálcio e magnésio,

Uma mini-pá carregadeira tipo Bob-Cat tem o peso operacional de 2950 kg

(http://www.escad.com.br/paginatec/Pte853.htm)[21.01.03]

4

comercialmente conhecido como Absorsol, misturado às tortas précondicionadas de

ambas formas descritas.

1.3 Solos de empréstimo como aditivos

Sieger e col., 1994, estudaram a disposição dos lodos das duas ETE’s da cidade de

Alexandria, 4 milhões de habitantes, no Egito. Os lodos primários de uma das ETE’s

eram secos ao tempo, tendo-se em vista que a direção dominante dos ventos e a

proximidade do deserto tornavam esta solução aceitável. O da outra ETE chegava a 25%

de sólidos mediante filtros-esteira, um resultado usualmente excepcional para este tipo

de equipamento, mas possível por se tratar de lodo primário. Ambos lodos eram

extirpados do lixo (gradeados e desarenados) pelo tratamento preliminar nas ETE’s, mas

apenas 10% do total destinava-se à compostagem para uso agrícola. Os 90% restantes

(180 t/d, base seca), deveriam ser aterrados juntamente com os resíduos do tratamento

preliminar

A disposição estudada inicialmente considerou o aterro em valas de seção transversal

trapezoidal de 6 m × 11 m (largura da base × largura no topo), com 5 m de profundidade

e aproveitando metade da largura do terreno. Durante as sondagens e ensaios

geotécnicos verificou-se, entretanto, que o material do subsolo era constituído por uma

dolomita extremamente difícil de ser escavada (basicamente uma pedra de cal com alta

porcentagem de magnésio). Algumas áreas chegavam a ter 2 m de dolomita abaixo do

solo superficial e eram incapazes de serem terraplenadas com tratores de lâmina de

grande porte. A dolomita, a areia argilosa, e os arenitos encontrados, requeriam de 0,5

hora a 1,5 hora por metro de avanço de escavação. O material ainda produzia intenso pó

quando removido, o que criava inúmeros problemas no momento e que certamente

continuaria a criar ao longo dos próximos 20 anos de exploração do aterro, situação que

seria agravada pelos fortes ventos locais.

5

Para evitar que o lodo a 25% de sólidos se transformasse numa geléia quando fosse

coberto pela terra, já se previa sua mistura com aditivos, antes que fossem lançados no

aterro. Antecipava-se que esta agregação permitiria colocar 1,5 m de solo de cobertura

usando um equipamento de terraplenagem de energia de compactação reduzida.

Entretanto, mesmo utilizando-se cerca de duas a quatro vezes mais terra do que o

volume dos sólidos no lodo, (grifo deste texto) o material ainda seria potencialmente

instável nas profundidades planejadas. Previa-se, por este motivo, que uma leira de terra

fosse deixada no respaldo da vala para que se evitasse qualquer tráfego futuro sobre ela.

Seria possível reutilizar área para um parque mas isto não corresponderia a uma

necessidade local por causa da escassez de água para manutenção do verde. Mais grave

ainda era o espaço perdido nas valas pela agregação de solo ao lodo.

A solução encontrada foi a da disposição em terreno dedicado, ou DLD, “dedicated land

disposal”. Favoreciam a escolha desta solução a existência do terreno dolomítico, capaz

de estabilizar os lodos a um pH de 9 e combater odores ofensivos. Dificultavam esta

diretriz a necessidade de se fazer um aterro separado para a escuma e os gradeados,

inaceitáveis em um DLD. Estes resíduos foram resolvidos com seis valas de 16 × 4 ×

325 m (b × h × L), revestidas no fundo com geomembrana impermeabilizante, brita e

drenos. Os drenos das valas foram dirigidos para lagoas de evaporação. As valas

recebiam cobertura diária de solo e, uma vez concluídas, eram encerradas com

geomembrana impermeabilizante, ficando o local com acesso restrito.

Quanto ao lodo, foi feito seu espalhamento sobre o terreno, com uma espessura de 7 cm,

seguida da incorporação à uma profundidade de 10 cm, conseguindo-se sua secagem

rápida e evitando-se o desprendimento de odores ofensivos. A taxa de aplicação de

1.800 t/ha impedia o crescimento de qualquer vegetação, mas o solo mostrou-se

adequado para enriquecimento da lavoura local depois de um ano de operação, devido

ao seu alto teor de húmus. Isto incrementou o uso que o lodo já vinha tendo através da

6

compostagem. Um limitador de um maior sucesso desta solução foi a presença da areia

do esgoto, trazendo vidro e outras impurezas que atrapalhavam o uso útil.

A experiência de Sieger e colaboradores foi relatada para ilustrar um precedente para o

grande volume de solo de empréstimo previsto para o aterro exclusivo de lodos na

RMSP. Estima-se em 3,5 milhões de m3 a quantidade de solo importado que virá de

duas áreas de empréstimo dentro dos limites da propriedade, a 1,3 e a 3 Km do centro

dos aterros, com percurso pelas vias de acesso internas das áreas (Sabesp,1998).

Isto decorre da pouca resistência do lodo ao tráfego de veículos, razão de estudo de

todos trabalhos desta tese:

“As tortas de lodo, nos teores que são geradas (30% a 40% de MS), não

apresentam resistência suficiente para submeter-se ao processo de compactação no

interior das células de disposição do aterro, nem mesmo com energia reduzida”

(Sabesp, 1998 , 9.2.4)

1.4 A cal como aditivo

Conforme a construtora irlandesa Clogrennane Lime Limited (Clogrennne, 2002), a

estabilização de solos usando cal tem sido empregada usualmente em muitos paises para

modificar e estabilizar base de rodovias. Solos argilosos são os que reagem mais

favoravelmente ao uso de cal como aditivo. Trata-se de processo que data da

antiguidade, pois partes da via Apia em Roma foram estabilizadas com este aditivo e

estão resistindo ao tráfego 2000 anos depois.

Estabilização aqui deve ser entendida como geotécnica e não no sentido usualmente empregado pelos sanitaristas, de estabilização da degradação biológica.

7

A cal reduz a plasticidade, muda as relações de umidade-densidade, visualmente muda a

estrutura do solo e altera sua resistência. A estabilização “in-situ” reduz a importação de

agregados, o volume de bota-fora (substituição de material da base), o tráfego de

caminhões e os custos de construção. Embora irlandesa a construtora ressalta que a

calagem de solos nos últimos 50 anos têm sido feita principalmente nos EUA (40

milhões de toneladas de solo foram estabilizadas em 2001).

Avanços recentes desta tecnologia estão sempre sendo alvo de debates em seminários,

como os de setembro de 2002 em Dublin e Cork.

Quando solos argilosos são estabilizados com cal em quantidade suficiente para

estabilizar o solo, e não apenas modificá-lo, as resistências à compressão podem se

tornar de cinco a vinte e cinco vezes maiores do que às dos solos não estabilizados,

segundo o Prof. Dr. Dallas N. Little, da universidade do Texas em Austin e pesquisador

sênior do Texas Transportation Institute (Clogrennane, 2002). Dr. Little adverte,

entretanto, que “solos ricos em orgânicos podem ter estabilização difícil com cal porque

as moléculas orgânicas tendem a absorver cálcio”.

A estabilização ocorre como resultado de reações de carbonatação e pozolânicas, com a

velocidade de reação das pozolânicas controlada pela temperatura. A cal reage com os

solos minerais para formar compostos parecidos com cimento, como silicatos e

aluminatos de cálcio, responsáveis por mudanças substanciais na resistência e

durabilidade.

A cal usada como aditivo na construção de rodovias endurece o revestimento da sub-

base e aumenta continuamente sua resistência, o Índice Suporte Califórnia e a

durabilidade. É também usada, seja como óxido de cálcio ou como hidróxido de cálcio,

para secar mais rapidamente o solo molhado, propiciando uma base firme para trabalho,

resistente contra a penetração de umidade posterior.

8

Como ilustrado no site da construtora irlandesa, a seção transversal da pista do “Bush

Intercontinental Airport” em Houston, Texas, mostra que a sub-base foi estabilizada

com 60 mm de cal, sobre ela tendo sido compactado um aterro de 600 mm, estabilizado

com cal, sobre o qual foram sucessivamente compactadas três camadas de 166 mm cada

de cimento misturado com cinzas (fly ash). A sub-base e base compõe a sustentação

denominada LCF (lime-cement-fly ash). Sobre a estrutura LCF construiu-se o pavimento

de 75 mm do asfalto da pista.

Para as cinco ETE’s da RMSP a recomendação do plano diretor de lodos foi de que as

tortas desidratadas mecanicamente recebessem cal virgem quando chegassem ao aterro

exclusivo, devendo também receber granulados de lodos secos termicamente e cinzas da

incineração do lodo se um dia forem disponíveis.

1.5 O Absorsol e outros aditivos minerais

A norma brasileira vigente recomenda que “a descarga de lodo no leito de secagem não

deve exceder a carga de sólidos em suspensão totais de 15 kg/m2 de área de secagem, em

cada ciclo de operação” (NB – 570, 1990, item 7.6.5). Lima et al, 1999, entretanto,

mencionam terem conseguido 25 a 30% de sólidos, após um ciclo de 35 dias, com uma

taxa de 19 kg ST/m2, enfatizando que usaram taxas além das recomendadas pela alta

concentração inicial do lodo do fundo de lagoas anaeróbias, entre 7 e 10% ST.

Também com o silico-aluminato de cálcio e magnésio, Absorsol, tem sido possível o

emprego de taxas de aplicação acima da recomendada na norma. Os experimentos foram

feitos para lodos de algumas ETA’s e ETE’s em leitos de secagem em escala piloto,

obtendo-se teores de sólidos entre 40 e 50% com taxas de aplicação de lodo no leito de

até 50 kg de SST/m2 e ciclos de secagem de 15 a 40 dias (Saragiotto, 1998).

Saragiotto, LFR. Comunicação pessoal. 1998.

9

O mineral ativo do Absorsol é a montmorillonita associada a diatomita. Esta última,

embora inerte quanto à troca catiônica, garante a permeabilidade quando junto da

montmorillonita, porque evita que ela forme uma pasta por inchamento quando molhada,

o que reduziria a probabilidade de trocas catiônicas.

Isto ocorre porque a resistência à compressão a úmido da mistura diatomita mais

montmorilonita (Absorsol) é de 92% de sua resistência a seco, o que favorece a

permeabilidade que inexistiria se apenas a montmorilonita fosse adicionada ao lodo

(como bentonitas). Além disso, a diatomita tem alta superfície específica (400 m2/g), o

que permite a adsorção de compostos orgânicos, especialmente os de grandes moléculas

como os hidrocarbonetos, organoclorados e a maioria dos compostos odoríferos do lodo.

O conjunto de propriedades do Absorsol, apregoado pela sua representante comercial

Alphageos como capaz de: eliminar odores; diminuir a atratividade do lodo para vetores;

reduzir o desprendimento de amônia; encapsular metais pesados impedindo sua

lixiviação e solubilização; encapsular compostos perigosos, como hidrocarbonetos,

organoclorados, hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, benzo-α-pireno; acelerar a

secagem após lançamento do lodo ou torta no aterro ou em leitos de secagem, fez com

que parecesse razoável experimentá-lo como um dos aditivos indispensáveis para

construção dos aterros multiníveis.

Uma das objeções usuais à durabilidade do encapsulamento é que condições ambientais

ou climáticas adversas poderiam rompê-lo, liberando o produto perigoso na natureza.

Entretanto, deve ser reconhecido que nenhum fenômeno natural se compara à

agressividade do ensaio de lixiviação (NBR 10.005), e tem sido constatado que lodos,

tratados com Absorsol, não liberam os contaminantes após a lixiviação de laboratório

(Saragiotto, 1998). Quanto à durabilidade deste encapsulamento, como se trata de um

silicato e não de uma resina orgânica (por exemplo, turfas tratadas, pela alta CTC e

Saragiotto, LFR. Comunicação pessoal. 1998.

10

superfície específica, muito usadas para encapsulamentos temporários até o momento da

incineração do resíduo), sua eficácia não diminui com a passagem dos anos.

O atual uso de polímeros no précondicionamento da torta estimula a troca catiônica e a

absorção de compostos perigosos, pois a floculação aumenta a probabilidade de contato

entre os minerais do Absorsol e os metais ou compostos a serem encapsulados. Com a

melhoria da floculação, o encapsulamento e a troca catiônica entre metais e compostos

indesejáveis são favorecidos.

Entretanto, como a tese demonstrará, a principal propriedade que o aditivo ao lodo deve

possuir para fins do aterro exclusivo é a de aumentar a resistência do aterro ao tráfego de

veículos. Neste particular a cal virgem demonstrou ser mais eficaz. Esta é a condição

primeira e última para tornar o aterro exeqüível e que precisaria ser melhorada com uso

de cal virgem antes do lançamento da torta no aterro. O Absorsol poderia contribuir para

a produção de chorumes menos poluentes e para evitar odores ofensivos no aterro, como

será discutido nas páginas seguintes.

A Figura 2 ilustra a distribuição da água intersticial nos lodos, cuja diminuição é o

objetivo das operações de filtração.

11

Figura 2 Distribuição da água intersticial no lodo

Fonte: TSANG & VESILIND, 1990, citado por Bisogenin,JLM,1999

Grandin, 1992, citado por Miki et al., 2001 conceitua este fracionamento da água

presente nos lodos em água livre; interflocos; adsorvida nos flocos; interpartículas;

adsorvida nas partículas e água da própria partícula. A água livre é a que se separa em

primeiro lugar, pela simples sedimentação dos flocos de lodo quando a massa líquida

entra em repouso. A presa entre os flocos (interflocos) é também removida com

facilidade por pressão ou vácuo.

A desidratação rápida a vácuo, por exemplo, foi pesquisada com sucesso em

Bodenkultur, Vienna, onde lodo tratado com polímeros foi espalhado sobre uma placa

perfurada e separado da água interflocos sob uma pressão de 0,4 bars. (Haberl e Salzer,

1992).

A água adsorvida no floco também exige adequada pressão ou vácuo para ser liberada,

segundo Grandin, tanto que quando o lodo se fragmenta a parcela de água adsorvida é

12

ÁGUALIVRE

ÁGUA INTERSTICIAL

ÁGUA DE SUPERFÍCIE

ÁGUA DE LIGAÇÃO

difícil de ser identificada. A água interpartículas já exige ruptura dos flocos para ser

separada, requerendo pressões elevadas ou vácuo atuante sobre as partículas

fragmentadas. A adsorvida na partícula fica presa por tensão superficial ou sucção

capilar e dificilmente se separa por meios mecânicos.

Finalmente, a água intrinsecamente ligada na partícula está quimicamente ligada às

células ou fisicamente presa às partículas orgânicas, só sendo viável sua separação pela

combustão. Ainda segundo Grandin, 1992, não existem técnicas capazes de discriminar

numa massa de lodo estes diferentes tipos de aprisionamento da água nas partículas e

muitas pesquisas tem sido realizadas neste sentido.

Com relação ao Absorsol, suas características físico-químicas podem ser vistas no

ANEXO A e a Tabela 1, na seqüência, compara as características deste produto com as

de outros condicionadores minerais naturais.

13

Tabela 1 - Características de condicionadores minerais naturais

Característica Unidades

Zeólito naturaldos EUA

Agricolite (1)

Zeólito natural do México (2)

Silico aluminato de cálcio e magnésio

Absorsol (3)AMC Agricola

Metals CorporationPromotora Nacional

Alphageos/Sol Minerales do

BrasilTipo de mineral clinoptilolita clinoptilolita Silico aluminato

de cálcio e magnésio

Ocorrência natural natural natural

SiO2 % 64,7 64 67,92

MgO % 1,10 0,66 2,17

Al2O3 % 14,16 12,62 12,27

CaO % 2,0 2,03 1,62

Fe2O3 % 1,8 2,28 3,68

K2O % 3,4 5,3 0,42

Grânulos mm 2 a 4 2 a 4

Cor branca branca

Abrasão 20 nula

CTC Meq/100g 48,7±5

pH 7,5 7,5

Massa específica g/cm3 2,23 a 2,28 2,3

Superfície específica m2/g 400

Embalagem Kg/saco 25 25

(1) Agricola Metals Corporation (http://www.agricolametals.com/faq.html )[21.01.03](2) Promotora Nacional SA

(http://www.watertechnology.net/contractors/wastewater/promotora/index.html#promotora3) [21.01.03]

(3) Alphageos Tecnologia Aplicada S.A. (http://www.alphageos.com.br/gestao.htm) [21.01.03]

Os zeólitos são muito utilizados na petroquímica, na adsorção e na indústria de

detergentes. Segundo Kirk-Othmer, 1991, adsorção é o termo usado para se descrever a

tendência de moléculas de uma fase ambiental fluida aderir à superfície de um sólido. Os

adsorventes cristalinos (zeólitos e análogos) tais como silicatos possuem microporos

14

cujas dimensões são determinadas pela estrutura cristalina, inexistindo virtualmente uma

distribuição de diferentes tamanhos de poros. Os zeólitos são silicatos aluminosos

hidratados complexos que podem ocorrer como mineral natural ou serem sintetizados

artificialmente. Os cristais dos zeólitos, possuem grande superfície específica com carga

líquida negativa, ou seja alta capacidade de troca de cátions (CTC), o que habilita o

zeólito absorver e trocar livremente seus cátions com os do solo circundante. (Kirk-

Othmer, 1991, Promotora, 2002)

A CTC mede o nível de cargas negativas do solo que irão trocar cátions (Ca2+, Mg2+, K+,

Al3+, H+) com a solução de solo absorvida pelas raízes das plantas. Solos com pequenas

partículas possuem alta CTC, pois a relação superfície / volume (S/V) é alta. Como a

superfície de uma esfera (partícula de solo) é S = 4πr2, e como e V = 4/3πr3, dividindo

membro a membro obtemos S/V = 3/r, ou seja, quanto menor o raio maior a relação S/V.

Solos onde esta relação é alta expõem maior superfície de cargas por volume de solo e

possuem maior CTC. Com alta CTC eles geralmente têm grande reserva de nutrientes

minerais. A CTC pode ser dada por Ca2+ + Mg2+ + K++ Al3++ H+, onde a soma dos três

primeiros cátions é conhecida como soma das bases. Quanto maior ela for e menor a

soma dos dois últimos, mais fértil será o solo (Peres, 2002).

A água intersticial da estrutura cristalográfica dos zeólitos constitui um reservatório de

longo prazo para as plantas. A maior parte dos zeólitos provem de depósitos de cinzas

vulcânicas que se formam em lagos alcalinos. A ocorrência natural traz impurezas que

devem ser eliminadas industrialmente para obtenção do produto útil. Os zeólitos são

úteis para a eliminação da amônia dos esgotos, eliminação de odores e adsorção de

resíduos radioativos como estrôncio e césio. Não apresenta riscos para amimais ou

homens. (AMC, 2002)

Os grupos de minerais smectitas, vermiculitas e zeólitos são reconhecidos como os que

possuem a maior capacidade de troca catiônica que possa existir com os solos (Dixon,

1991)

15

Quanto ao Absorsol, seu mecanismo de encapsulamento consiste em encerrar os

contaminantes em células microscópicas de silício (cápsulas pusolâmicas) que se

encontram presas por argila, com capacidade de troca iônica. Os contaminantes (cromo,

chumbo, níquel, mercúrio, hidrocarbonetos e ácidos) substituem os cátions de

intercâmbio, cálcio, magnésio, sódio e potássio. Os elementos com maior carga elétrica

são aprisionados prioritariamente, podendo mesmo substituir outros que ficaram presos

antes mas que estão em posição inferior na série eletrolítica. Devido a elevada

porosidade e capilaridade a quantidade de resíduos retidos é muito grande, o que produz

uma alteração de coloração do centro para a periferia da massa, desde o branco até o

amarelo-marrom, quando a saturação é total. (Bio-Services, 2002).

Segundo a Bio-services, 2002, trata-se de produto totalmente natural, ativado

termicamente sem ataque ácido; não é tóxico e nem irritante para a pele; transforma

lodos instáveis e/ou contaminados em solo inerte; restitui a permeabilidade do solo e

recupera sua oxigenação; favorece o desenvolvimento de bactérias aeróbias e anaeróbias

“in-situ”; neutraliza odores pela retenção de elementos voláteis como amoníaco,

mercaptanas, tricloros entre outros; diminui o chorume do aterro; rompe cadeias de

hidrocarbonetos impedindo a combustão do resíduo com níveis de absorção 250%

maiores do que os da cal, 330% vezes maiores do que os do cimento e 400% maiores do

que a de cavacos de madeira (“woodchips”); pode ser aplicado manual ou

mecanicamente e, finalmente, tem validade ilimitada de armazenamento sem

deterioração. Adicionalmente, devido à sua grande superfície exposta e força capilar,

reduz os intervalos de tempo para a mistura (diretamente proporcionais à viscosidade do

produto) e acelera o microencapsulamento.

Além dos três aditivos minerais, terra, cal e cinzas, o próprio lodo seco termicamente

deverá ser usado no aterro. Sua “utilização deveria ser prioritária... por apresentar o

melhor aproveitamento da área do aterro”.... (Sabesp 1998, 7.3.1.2)

16

2. OBJETIVOS

2.1 Objetivo principal

O objetivo geral da pesquisa foi o estudo da mistura de aditivos com a torta filtrada do

lodo de Barueri, determinando a forma mais adequada para realizar essa mistura e

verificando seu comportamento geotécnico após compactação no terreno. Foi também

verificada se as tortas da ETE Barueri poderiam ser aplicadas na agricultura, dentro da

normatização vigente na época para este fim.

2.2 Objetivos específicos

Constituíram objetivos específicos os seguintes pontos:

Verificar a viabilidade de misturar aditivos com tortas de lodo de filtro prensa

sem que ocorra aderência excessiva da mistura no equipamento (como já

experimentado quando betoneiras comuns foram usadas).

Verificar se as taxas de aplicação de cal virgem no lodo, recomendadas pelo

plano diretor através de experimentos em escala de bancada, seriam ou não

confirmadas nas pistas experimentais a construir no pátio da ETE Barueri, tendo

como indicador de aceitabilidade a resistência ao tráfego de veículos secundários

de terraplenagem e maquinário de pequeno porte para espalhamento do lodo

(veículos transportadores das tortas, pás mecânicas de pneu e tratores de esteiras

pequenos, tipo D-4 da Caterpillar).

Verificar os efeitos na trabalhabilidade, sanidade e resistência da pista

experimental construída quando fosse usado um silico-aluminato de cálcio e

magnésio (Absorsol) misturado à torta de lodo em acréscimo a cal virgem.

17

3. REVISÃO DA LITERATURA

3.1 Disposição de lodos em aterros

O aterro é considerado a opção menos favorável quanto ao gerenciamento da disposição

de um resíduo, mas é altamente atraente pela capacidade de resolver grandes volumes a

dispor. Nos próximos 10 anos deverão ocorrer grandes modificações no mundo todo

devido a pressões contrárias à esta prática (Banks e Heaven, 2001). Os dois autores

conceituam a seguinte classificação para disposições do lodo no solo, além dos aterros:

“Surface impoundments” ou armazenamentos superficiais.

“Lagoons” ou lagoas, salvo quando pertencentes ao tratamento quando então não

são consideradas como disposição de lodos.

“Waste piles” ou pilhas de resíduos.

“Dedicated disposal sites”, ou locais reservados para disposição, usualmente

dentro da ETE,

“Dedicated beneficial use sites” ,ou locais reservados para uso útil, onde o lodo é

aplicado a taxas maiores que a agronômica em culturas específicas contando com

um bom gerenciamento durante sua disposição.

O aterro exclusivo (‘monofill’ nos EUA ou ‘mono-deposit’ na UE), recebe apenas um

tipo de material (lodo no caso) existindo o controle sobre a disposição deste material

desidratado em depressões, onde ele contido por diques e/ou pelo próprio terreno.

Distingue-se das pilhas de resíduos (“waste piles”), que são apenas pilhas de lodo

desidratado colocados na superfície, sem cobrimento diário ou final. (Déak, 1997, Banks

e Heaven, 2001).

Já a aplicação no terreno é o nome reservado para a prática de aplicar o lodo a taxas

agronômicas compatíveis com as necessidades de condicionar o solo ou de fertilizar

18

plantios, não sendo usado o termo de disposição final de lodos neste caso (Banks e

Heaven 2001).

Nos EUA, a quantidade de lodo disposta em aterros é de 17% ou 1,2 milhões de t/ano,

acrescida ainda de 0,2 milhões de t/ano de lodo tratado para a cobertura diária ou final

de aterros. Na agricultura aplica-se 41%, ou 2,8 milhões de t /ano, e em outros usos

úteis, 0,5 milhões de t/ano. (Usepa, 1999).

Na União Européia foi estimada uma produção de lodo não desidratado de 230 milhões

de toneladas, em 1993. Na Alemanha, 25% da produção era usada na agricultura, 65%

disposto em aterros e 10% incinerados. Na Suíça as cifras correspondentes eram 50, 30 e

20, respectivamente, enquanto na França eram 55, 25 e 20. No futuro espera-se que a

preferência pelos aterros diminua e que só sejam escolhidos quando não houver

nenhuma alternativa disponível. As diretrizes de hoje voltam-se para a agricultura e a

incineração (Déak, 1997).

A maior parte dos biossólidos dispostos no terreno têm co-disposição com resíduos

sólidos municipais (RSM), o que nos Estados Unidos é regulamentado pela “Part 258

Landfill Rule” e não pela “Part 503 Sludge Rule”. O lodo disposto no aterro municipal é

utilizado como cobertura diária ou final do aterro. No último caso é colocado sobre uma

camada de encerramento de argila impermeável e serve de berço para um recobrimento

vegetal. Já na cobertura diária, substitui a camada de 15 cm de terra ao final de cada dia

de operação, ou a intervalos mais freqüentes, se necessário, controlando o surgimento de

vetores, a ignição espontânea, os odores, o lixo esvoaçante e as aves de rapina. Outros

materiais de cobertura poderão ser aprovados se o proprietário do aterro ou o operador

demonstrarem que este, uma vez usado na espessura proposta, é capaz de controlar os

mesmos inconvenientes acima indicados, sem riscos à saúde humana ou ao meio

ambiente (Part 258 § 258.21).

19

Nos experimentos conduzidos nesta tese foi notado um forte desprendimento de amônia

na pista que recebera apenas cal como aditivo, fato evitado quando o Absorsol foi

também adicionado à cal e ao lodo antes do lançamento na pista. Este assunto será

novamente abordado na apresentação dos ensaios de campo, mas o gás de amônia pode

ser sufocante e de extrema irritação aos olhos, garganta e trato respiratório. Dependendo

do tempo e nível de exposição, podem ocorrer efeitos que vão de suaves irritações a

severas lesões no corpo, devido a sua ação cáustica alcalina. Exposições a altas

concentrações – a partir de 2500ppm por um período de 30 min. –  podem ser fatais.

(Total Química, 2001).

Uma vez concluído, o aterro deve receber uma cobertura final, cujo objetivo é o de

evitar a infiltração das águas de chuva diretamente precipitadas e a erosão. A chuva não

incidindo diretamente sobre o aterro já terá sido desviada por uma drenagem de contorno

(valeta de proteção) em todo seu perímetro. Segundo a ‘Part 258’ (§ 258.60), o sistema

de cobertura deve ser construído de tal forma que sua permeabilidade seja menor do que

a menor das permeabilidades seguintes: a do revestimento da base do aterro; a do

subsolo natural local e a de valor igual a 1×10–5 cm/s. Além disso, a infiltração deve ser

minimizada por uma cobertura de terra de 46 cm (18”) e deve ser colocada uma camada

de 15 cm de terra vegetal recobrindo estes 46 cm, para cultivo de plantação nativa.

A disposição de biossólidos no terreno é definida pela “Part 503” como o uso de uma

área só para biossólidos, excluindo os dispostos apenas para fins de armazenamento

(geralmente menos de dois anos) ou de tratamento, como as lagoas de lodo para redução

de patógenos. Inclui a disposição em aterros exclusivos (‘monofills’ ou aterros somente

para biossólidos), a disposição em pilhas permanentes e as lagoas de disposição, quando

inexistir a transitoriedade do depósito, contrariamente ao caso anterior. A Usepa frisa

que a diferença entre a disposição e a aplicação no terreno reside na taxa de aplicação

(Usepa, 1999, p. 22), porque se for maior do que a necessidade agronômica da cultura a

quantidade de nitrogênio no solo pode se tornar excessiva, existindo risco de

contaminação do aqüífero. Neste caso, deverão ser seguidas as práticas de

20

gerenciamento previstas na ‘Part 503’ para disposição superficial, inclusive fazendo-se o

monitoramento do aqüífero. Se o aplicador reduzir a taxa de aplicação ou se mudar de

cultivo, passando de um plantio de baixa para um de alta demanda de nitrogênio,

eventualmente, poderá se enquadrar como praticando a aplicação no terreno, devendo

então atender os limites para metais, patógenos e reduzida atratividade a vetores da

“Sludge Rule”.

Para que se tenha uma idéia da complexidade das diversas interpretações possíveis é

interessante examinar algumas discussões havidas no fórum mantido pela WEF, onde

administradores e responsáveis por serviços de saneamento de qualquer parte podem

expor suas dúvidas e receber respostas de outros freqüentadores deste forum na Internet.

Em julho de 2000, por exemplo, a seguinte consulta foi colocada no fórum:

Encerramos as operações de uma ETE muitos anos antes da entrada em

vigor da 503. Naquela época, a prática aceita era a disposição superficial, ou

seja, colocação do lodo do tratamento numa lagoa de lodo. Os lodos

secaram com a passagem dos anos e o depósito original não recebeu

nenhuma intervenção desde então. Estamos considerando a possibilidade de

utilizar o local como bota-fora de escavações de solos inservíveis para

reaterros na construção civil. Não estamos familiarizados com detalhes da

503. Perguntamos se a questão se encontra no âmbito dela e se porventura

existem pontos nebulosos que poderiam nos trazer problemas se não fossem

observados.

A resposta recebida reflete as sutilezas da legislação norte-americana:

Se você está pensando em completar a lagoa com bota-fora ou resíduos de

construção você deve consultar o manual de projetos da EPA “Design

Manual for Surface Disposal of Sewage Sludge and Domestic

21

Septage”(EPA/62/R-95/002). Se você não estiver familiarizado com o

encerramento de aterros (essencialmente o que você tem hoje é um aterro

exclusivo abandonado), você deve usar os serviços de um consultor para

avaliar as condições locais e os regulamentos do seu estado. Os velhos

biossólidos depositados poderiam ser lançados num aterro municipal se você

porventura pretende retirá-los. Esta pode ser sua opção menos complicada.

Agora, se você pretender dispô-los no terreno, você deverá satisfazer as

exigências da 503. A densidade de patógenos não ofereceria problema,

mesmo assim você deveria fazer a verificação de coliformes, mas estou

certo que o resultado não lhe apresentará qualquer obstáculo. Você deverá

ainda atender a baixa atratividade a vetores e isto pode ser capcioso. Seus

biossólidos certamente apresentarão baixa atratividade, mas, infelizmente, a

legislação ignora isto.

Se houvesse meios de você determinar qual a concentração de sólidos

voláteis que saía da estação (e estou apostando que você não digeria o lodo),

seria possível verificar se ocorria uma redução de 38% nos SV. Se você não

puder demonstrar que a redução nos SV atingiu o requerido, você poderia

aplicar o lodo no terreno a uma taxa aprovada para que a terra fosse arada.

Penso que seria necessária uma licença do órgão ambiental para isto, e seria

também preciso localizar plantadores interessados em usar o biossólido.

Antes disso você deve analisar o biossólido e demonstrar que os limites

para metais estão sendo atendidos. Não invejo seu problema. Talvez a

melhor opção seja a co-disposição com o lixo urbano. Não seria

surpreendente que seu lodo fosse classe A, se atendesse os limites para

metais. O problema é que você precisaria demonstrar isso, o que exigiria

provar que os vírus, parasitas e Salmonellas sp. foram adequadamente

reduzidos. Pode ser compensador se a quantidade de biossólidos for muito

22

grande e se você dispuser de recursos financeiros para as análises. (Farrell,

2000)

Por mais cuidadosa que seja a localização e a operação de um aterro, sempre deve ser

levada em conta a inevitável ocorrência de alguma poluição do subsolo. Esta a razão

pela qual as áreas com vulnerabilidades geológicas devem ser evitadas no processo de

escolha do local, como aquelas sobre terrenos calcários ou os altiplanos com solo de

pedregulhos situados sobre camadas de aqüíferos subterrâneos, ambos de uso

especificamente desaconselhado. Outro fator a salientar é que o aterro propriamente dito

deve ser localizado num local seco, acima do nível d’água do lençol freático. (Déak,

1997)

3.2 Tipos de aterro

Existem dois tipos de aterros de lodo de esgotos possíveis: os aterros exclusivos, onde

somente o lodo é depositado, e os aterros mistos nos quais os lodos são dispostos em

conjunto com o lixo municipal em aterros sanitários.

3.2.1 Aterros exclusivos de lodo

Segundo Déak, 1977, a maior restrição para o estabelecimento de um aterro exclusivo

em clima temperado é a desidratação adequada das tortas de lodo, que não deveria ser

inferior a 35% ST sob pena de tornar inviável o transporte e o manuseio do lodo.

Nogueira e Santos, 1995, realizaram ensaios no pátio da ETE Barueri e constataram que

mesmo com 40,1% ST a torta pré-condicionada com cal e cloreto férrico era incapaz de

suportar o tráfego de um trator D-4 e de um caminhão de 6 t. Apenas depois de uma

camada de terra de 50 cm sobre as tortas confinadas numa célula circundada por diques,

de 5 × 11 × 0,6 m, foi possível o trafego de um BobCat de 1.200 kg de peso, que com

sua caçamba, pneus de borracha e acessórios, conseguiu transportar, dispor e espalhar a

23

terra sobre o lodo que fora colocado na célula, compactando-a sem afundamento nas

suas passagens. O lodo foi colocado em pilhas na célula, formando uma “superfície

lunar”, incapaz de resistir ao tráfego de quaisquer veículos, o que só foi possível após a

camada de terra mencionada.

Deve ser ressaltado que o processo concebido pela Sabesp para os aterros exclusivos

(Sabesp, 9.2.3), pressupõe a mistura de cal e de lodo granulado seco termicamente às

tortas de lodo com 30 a 40% ST que serão lançadas na célula do aterro multinível. Trata-

se de uma situação mais favorável que a do ensaio mencionado, que visava obter

parâmetros para a construção de aterros emergenciais, não multinível, numa área vizinha

a Barueri, até que os aterros, ora prestes a serem construídos, entrassem em operação.

Dérek recomenda que a consistência do lodo seja verificada pelo teste de cisalhamento,

e julga como equipamentos mais adequados para desidratação os filtros prensa e as

novas gerações de centrífugas, teoricamente capazes, segundo o autor, de alcançar ou

exceder os 35% ST requeridos, após condicionamento com cal e cloreto férrico (“after

lime-iron salt conditioning”). Cita como exemplo o monofill a 20 km de Budapest, no

município de Fótcsomád, tido como o aterro exclusivo mais avançado existente na

Europa Central, e que recebe tortas de filtro prensa pré-condicionadas com cal e cloreto

férrico a 40 – 50% ST da Northern – Budapest WWTP. (Dérek, 1977 p38)

Dentre os controles recomendados por Dérek na operação de um aterro exclusivo devem

ser destacados os que precisam funcionar em harmonia uns com os outros:

A organização do depósito de tortas no aterro

O movimento dos caminhões de transporte

A movimentação do material no depósito

É ainda recomendada atenção à largura da camada de lodo, essencialmente dependente

de sua consistência; o armazenamento e a colocação da camada de terra de cobertura

24

(solo) para controle de odores e contaminações mediante vetores; a coleta do percolado e

da água pluvial, cuja reunião e disposição (ou tratamento) devem ser periodicamente

verificados; a contaminação do aqüífero, que sendo constatada exigirá modificação da

tecnologia da disposição. Além destas regras operacionais devem ser obedecidas uma

ampla gama de procedimentos de saúde ocupacional dos operadores, regras higiênicas e

de segurança do trabalho.

Embora em menor quantidade do que nos aterros mistos, deve ser esperada a formação

de biogás nos aterros exclusivos, segundo Dérek, 1997. O biogás conterá 50 – 60% de

metano e 40 – 50% de dióxido de carbono, além de pequenas proporções de outros

gases.

O metano é considerado perigoso e sua liberação na superfície do aterro deve ser

verificada e controlada, sendo da maior importância evitar o acumulo do gás em

ambientes confinados, como por exemplo, em poços de visita do sistema de drenagem.

3.2.2 Aterros mistos de lodo

O aterro sanitário é definido uma “forma de disposição final de resíduos urbanos no

solo, através de confinamento em camadas cobertas com material inerte, geralmente

solo, segundo normas operacionais específicas, de modo a evitar danos ou riscos à saúde

pública e à segurança, minimizando os impactos ambientais” (PN 1:63.01 – 001/1987,

“Degradação do Solo – Terminologia”, ABNT, citada por Fuzaro, 1998, p.3).

Fuzaro, 1998 menciona que os aterros sanitários apresentam como vantagens um custo

de investimento muito menor do que o requerido por outras formas de tratamento de

resíduos; um custo de operação também menor do que as alternativas que contemplam

tratar o lixo; o fato de tratar-se de um método completo, não apresentando rejeitos que se

destinem a outras instalações; simplicidade e flexibilidade operacionais, sendo capaz de

operar mesmo ocorrendo flutuações nas quantidades de resíduos a serem aterradas.

25

Como desvantagens, Fuzaro aponta tratar-se de uma forma de armazenamento no solo,

não de tratamento dos resíduos; requer áreas cada vez maiores; é uma operação sujeita

às condições climáticas e apresentando risco de contaminação do solo e da água

subterrânea.

A parte predominante num aterro sanitário municipal é constituída pelo lixo classe 2 do

município. O lodo pode ser agregado numa proporção usualmente de 20 – 25% (Dérek,

1977).

Esta proporção é variável de acordo com a operação do aterro, que se preocupa com as

condições de mistura e espalhamento (dependentes principalmente da umidade do lodo)

e com o esgotamento do depósito municipal (dependente da área disponível para

operação do aterro).

Em 1994 a Sabesp realizou um convênio com a PMSP pelo qual ela recebia o chorume

dos aterros municipais para tratamento junto com os esgotos das ETE’s de Barueri e

Suzano, enquanto a prefeitura se obrigava a receber não mais do que 5% em peso de seu

volume diário de lixo em tortas de lodo de ambas ETE’s. A condição necessária para

que a codisposição com os resíduos sólidos urbanos seja aceita pela prefeitura é que o

lodo seja enquadrado como “resíduo não perigoso", ou resíduo "Classe2", conforme a

norma brasileira de classificação de resíduos sólidos NBR 10.004, de 1987. (Santos,

1996)

Os requisitos de desidratação das tortas para co-disposição não são tão severos quanto os

exigidos para os aterros exclusivos de lodo porque a capacidade higroscópica do lixo é

alta. Para que haja atividade microbiológica adequada na massa do aterro é necessário

que as tortas de lodo estejam na faixa de 35 – 40% ST. Ocorre então a degradação

biológica dos compostos orgânicos que, ao se estabilizarem, formam o gás metano, cuja

coleta e administração é praticamente compulsória (Dérék, 1997).

26

Alguns dos princípios que regulam os aterros mistos, segundo a regulamentação alemã

(citada por Dérek, 1997), são relacionados a seguir:

O lodo só pode ser lançado depois que foi formada uma camada de lixo de altura

mínima igual a 3 (três) metros, devendo ser evitado o espalhamento continuo do

lodo sobre o lixo.

Existem três métodos construtivos em função da maneira com que o lodo foi

misturado ao lixo: os depósitos podem ser feitos empilhando o lodo, caso em que

sua quantidade máxima deve ficar em torno de 20 – 25% (base úmida) da

quantidade de lixo, ou podem ser mistos ou, finalmente, podem ser feitos em

dois ou três níveis, caso em que o lodo só pode participar sendo cerca de 10% da

quantidade de lixo.

A descarga do lodo deve ser imediatamente seguida pelo recobrimento com lixo.

A formação de gases durante a disposição ocorre, mas não é preocupante devido

a grande área de dispersão ainda existente enquanto os resíduos estão sendo

colocados. Entretanto a quantidade formada deve aumentar significativamente

depois de concluído o processo de deposição e uma vez feito o recobrimento com

solo. Estes gases devem ser coletados e utilizados se possível. Se não for possível

seu uso útil sua ventilação e dispersão deve ser assegurada de alguma outra

forma (por exemplo, por chaminés de ventilação e queima dos gases expelidos).

A água percolada através dos resíduos depositados e das camadas de lodo, ou o

chorume do aterro, tem vazão em torno de 0,01 a 0,1 L/s , DBO altíssima da

ordem de 50 a 60 mil mg/L e um conteúdo de amônia alcançando vários milhares

de mg/L.

27

Segundo Dérek o chorume pode ser tratado ou recirculado para o aterro, embora esta

última pratica não seja permitida em alguns países. Entretanto este último método traz

dois benefícios: aumenta a quantidade de água favorecendo a formação dos gases e

reduz a carga orgânica pelo aumento da permanência do líquido no aterro.

Lue-Hing et al, 1992, mencionam que os aterros sanitários municipais nos Estados

Unidos devem ser diariamente cobertos com uma camada de terra para evitar vetores,

odores, riscos de contaminação atmosférica (devido ao vento) e do aqüífero (devido ao

escorrimento superficial provocado pela chuva). Estes autores consideram perfeitamente

aceitável usar lodos do tratamento de esgotos para tal cobertura, desde que com

concentração de sólidos igual ou superior a 50%, apontando que, nesses casos, o lodo

tem um comportamento semelhante ao solo argiloso, constitui uma barreira que evita a

penetração de vetores no aterro, desde que se trate de lodo estabilizado biologicamente,

i.e., com seu teor de sólidos voláteis reduzido previamente.

Farrell et al do Laboratório de Pesquisas e Desenvolvimento da Usepa de Cincinnati,

Ohio, citado por Lue-Hing p.348, afirmam que o acréscimo de lodo de esgotos aos

aterros melhora a qualidade do chorume, como comprovado durante 20 meses por

células de teste, onde as que receberam lodo de esgotos produziram um chorume de

1500 mg/L de DQO enquanto a vizinha, sem o lodo como aditivo, liberou um chorume

de 30.000 mg/L. Adicionalmente, enfatizam os autores, as concentrações de metais

como cádmio, cromo, cobre, chumbo, níquel, ferro e zinco foram mais baixos no

primeiro caso do que no segundo. Enfatizam que os ensaios realizados se contrapões a

crença justamente oposta, de que o lodo no aterro contribui para piorar a qualidade do

chorume: o oposto é verdadeiro, segundo este grupo da Usepa.

28

3.3 Aterro exclusivo de lodo projetado para a RMSP

Os aterros de lodo ao longo da via Anhanguera ocuparão à leste da rodovia 56,2 ha, dos

quais 18,6 serão destinados à disposição dos lodos. Do lado oeste da pista a propriedade

terá 63,5 ha com duas áreas de disposição, uma de 18,6 ha (oeste 1) e outra de 21,0 ha

(oeste 2).

Com o objetivo de viabilizar o tráfego de veículos necessários à construção e operação

das células, plano diretor citado propõe resolver a deficiência da capacidade de suporte

do lodo pelo uso de aditivos diversos, conforme a natureza das tortas que chegarem ao

aterro, desde a forma que mais volume exigirá por tonelada de lodo depositada (30 a

33% ST e mistura com cal na proporção L/Cal = 1/0,20), até a forma que melhor

aproveitaria o volume útil do aterro (cinzas de incineração). Imediatamente antes das

cinzas está sugerida a segunda forma mais rentável, que é a mistura da torta a 40% ST

com lodo granulado seco termicamente e com cal virgem, nas quantidades respectivas de

1:0,77:0,175. (Sabesp, 1998, p.143)

Pode ser lembrado que a segunda forma mais rentável de aproveitamento do volume do

aterro, acima citada, faz uso dos excedentes da produção de lodo granulado que

começou a ser produzido em 2002 na central de secagem térmica da ETE São Miguel.

Tal forma de redução de volume e higienização do lodo é talvez a melhor e mais aceita

mundialmente para áreas metropolitanas como a de São Paulo. A secagem térmica dos

lodos é uma realidade com impressionante taxa de aceitação nos últimos anos (Santos,

1993).Os excedentes fatalmente ocorrerão na entre-safra agrícola, pois a produção do

lodo é continua e a dos fertilizantes não. Como exemplo, Santos, 1996, menciona:

A maior instalação peletizadora de lodo de ETEs do mundo começou a

operar em agosto de 1993 em Nova York. São 300 toneladas por dia, base

seca, sendo processadas em seis linhas de secagem térmica para 50 t/dia

cada, as quais recebem o lodo desidratado por centrífugas com a

29

concentração de sólidos entre 25 e 27%. O lodo centrifugado provem de oito

centrais desidratadoras, onde um total de 55 centrifugas são operadas pela

Wheelabrator Technologies Inc, sucessora da New York Organic Fertilizer

Company. Os lodos centrifugados e os secos térmicamente, a 95% de

sólidos, são transportados para vários pontos do país, como pastagens no

Texas, campos de trigo no Colorado, laranjais na Flórida, aterros no Estado

de Virgínia, recuperação de áreas degradadas limítrofes à cidade e aterros de

resíduos perigosos na Pensilvânia (Santos 1996, p.3)

Segundo a Sabesp, 1998 e o EIA do aterro sanitário exclusivo (Sabesp, 1995) as células

serão superpostas como indicado na figura apresentada anteriormente, com dimensões

médias de 50 × 100 × 6 m, circundadas por diques de terra com taludes V:H = 1: 1,5. No

fundo possuirão uma camada de areia para drenagem do lixiviado e sobre a camada final

de enchimento de cada 6 m de altura, solo compactado para evitar o ingresso de água

pluvial percolada durante a construção e nova camada de areia para drenagem dos gases.

As células inferiores de cada pilha em contato com o solo terão barreiras múltiplas de

proteção do aqüífero, descritas a seguir de baixo para cima, no sentido da construção:

Inicialmente, na base, constituída de drenos profundos e galeria visitável para a

coleta de águas do lençol transversal ao maciço do aterro;

sobre ela virá uma camada de argila compactada com k = 10–7 cm/s,

a argila será protegida na parte superior por uma manta de polietileno de alta

densidade de 2 mm de espessura (PEAD), a qual disporá de um sistema de

drenos e brita na parte de baixo para detecção de eventuais vazamentos (que

serão conduzidos aos poços de inspeção e monitoramento do aterro)

30

finalmente por cima do PEAD existirá uma camada de areia envolvendo as

manilhas perfuradas para coleta do lixiviado, encaminhado para coleta e

transporte para a ETE Barueri

A estrutura descrita se repetirá a cada 6 metros, altura de lodo em cada célula, até atingir

o coroamento quando será selada por PEAD, por uma camada protetora de areia, por

uma camada filtrante de brita e areia, por solo de boa qualidade para plantio, por terra e

por um revestimento vegetal para recomposição visual da área (Sabesp, 1995).

A secção transversal esquemática na Figura 3 ilustra as camadas acima descritas.

31

Figura 3 Secção transversal típica do aterro exclusivo multinivel Classe 1 da Sabesp.

Fonte: Sabesp-Setembro/1995: EIA do Aterro Sanitário Exclusivo: Células de

Disposição - Detalhes

32

3.4 Tipos de tortas de lodo de filtro-prensa na ETE Barueri

Como já assinalado, as tortas de lodo da ETE Barueri na época da realização dos

trabalhos desta tese eram condicionadas com 22% de cal e 8 % de cloreto férrico. Ainda

em 1998, no transcurso do presente trabalho, o pré-condicionamento antes da filtragem

passou a ser feito com polímeros. Foi verificado por Kenji, em 1998, que o polímero em

pó e o cloreto férrico, a 4,83 kg/t e 6,3% respectivamente, resultaram em tortas 31% BS

e densidade de 1,13 kg/L. Kenji constatou ainda que o uso apenas do polímero em pó,

trazia dificuldades para a liberação das tortas da lona do filtro. Os polímeros permitiram

taxas iniciais de filtração mais altas e tempo de filtração em torno de 120 minutos,

portanto ciclos operacionais mais curtos. Conforme o último relatório de desempenho

operacional da empresa (Sabesp [b], 2002. p.34), devido ao acúmulo de resíduos na

placa do filtro-prensa, em dezembro de 2001 foi reiniciada a aplicação de cloreto férrico

na desidratação mecânica.

Observe-se que o condicionamento com cal e cloreto férrico continua sendo feito em

algumas das cinco estações de grande porte que tratam esgotos sanitários na RMSP, bem

como em diversas ETE’s em todo Brasil, conservando a aplicabilidade de algumas

conclusões do presente estudo.

Realmente, o relatório anual de desempenho operacional de julho de 2001 a junho de

2002 da Sabesp indica que para as 312 t/d de tortas produzidas nas depuradoras de

Barueri, Suzano, ABC, Parque Novo Mundo e São Miguel, a concentração média de

sólidos situou-se em torno de 33%. Assinala que nas ETE’s de ABC e Suzano o lodo é

condicionado com cal e cloreto férrico antes dos filtros-prensa de placas, nas proporções

cal / cloreto (em peso de ST do lodo) iguais a 23% e 7% para a ETE ABC e de 20% e

10% para a ETE Suzano, respectivamente. Também na ETE Parque Novo Mundo é

utilizado cal e cloreto férrico no lodo flotado, nas proporções em peso de 38% e 7% para

cal e cloreto, antes da desidratação por filtros-prensa diafragma. Na ETE Barueri o lodo

digerido é condicionado com 6% de polímero e 3% de cloreto férrico, ambos em peso

33

(ST) e na ETE São Miguel, com polímero e cloreto férrico, após o que passam pelo

filtro-prensa diafragma e vão para a secagem térmica.

A mudança do pré-condicionamento de cal virgem para polímeros, deve dificultar a

disposição das tortas no aterro.

Ludovico Spinosa and P. Aarne Vesilind em “Sludge into Biosolids: Processing,

Disposal” (IWA, 2001) já alertam que “Polymer-treated sludges may require higher

solids content to ensure bearing capacities”.

Entretanto, esta troca traz vantagens operacionais já ressaltadas por Kenji, 1998. Uma

das vantagens foi constatada pelo autor da presente tese e encontra-se ilustrada Tabela 2,

que compara dados de produção de tortas da ETE Barueri, do biênio 1993/1994 com os

do biênio 1999/2000 (trazendo ainda dados do último relatório de desempenho

operacional da empresa de julho de 2002).

Observa-se que em 1993/94, Barueri tratava 4,1 m3/s de esgotos (média de 18 meses) e

produzia, em média, 5.898 toneladas de torta mensalmente. A concentração média de

sólidos na torta era de 41% ± 2%. Após a mudança para polímeros no pré-

condicionamento, no período 1999/2000, Barueri já tratava 5,4 m3/s, mas continuava

produzindo praticamente a mesma quantidade de tortas (5.963 t/mês), evidentemente

com maior quantidade de água (36% ± 3%). Para um acréscimo de 32% na vazão

tratada houve um aumento de apenas 1,1% na massa média de tortas produzidas

mensalmente. Como se comprova, em base seca o resultado ainda é mais significativo:

ou uma redução de 32,6% em termos absolutos.

34

Tabela 2: Produção comparativa de lodo na ETE Barueri conforme o condicionamento química antes da filtragem

35

Mes/ano Tortas % Qtratada Mes/ano Tortas % Qtratada Mes/ano Tortas % Qtratada

t/mês solid m3/s t/mês solid m3/s t/mês solid m3/s- mar/99 4.340 39 4,4 - - - -

abr/93 5.285 43 4,02 abr/99 5.610 36 3,7 - - - -mai/93 6.786 42 4,21 mai/99 4.929 32 3,7 - - - -jun/93 6.708 41 3,68 jun/99 6.000 33 3,7 - - - -jul/93 4.388 37 3,81 jul/99 6.479 36 4,3 jul/01 5.828 n.d. 6,46ago/93 5.538 40 3,97 ago/99 6.355 37 4,3 ago/01 5.859 n.d. 6,49set/93 6.123 43 4,00 set/99 7.770 35 4,4 set/01 5.640 n.d. 5,97out/93 6.279 38 4,03 out/99 5.115 36 4,5 out/01 7.037 n.d. 5,76nov/93 8.015 42 4,37 nov/99 4.500 29 4,7 nov/01 5.310 n.d. 6,58dez/93 7.508 42 4,03 dez/99 6.448 30 5,2 dez/01 7.770 n.d. 6,99jan/94 6.299 45 4,52 jan/00 5.084 40 8,6 jan/02 9.548 n.d. 7,04fev/94 5.831 42 4,39 fev/00 6.552 38 8,8 fev/02 5.301 n.d. 6,43mar/94 7.722 42 4,78 mar/00 6.324 40 7,6 mar/02 6.720 n.d. 6,65abr/94 6.201 41 4,21 abr/00 7.710 41 6,4 abr/02 7.471 n.d. 6,42mai/94 6.377 38 4,08 mai/00 6.231 32 6,5 mai/02 6.750 n.d. 6,57jun/94 6.318 40 4,07 jun/00 6.780 35 5,5 jun/02 9.083 n.d. 6,31jul/94 5.577 33 4,00 jul/00 5.394 - 4,3 - - - -ago/94 156 - 4,03 ago/00 5.704 - 5,9 - - - -set/94 5.051 34 4,11 - - - - - - - -Total: 106.162 Total: 107.325 Total: 82.317Média: 5.898 41 4,1 Média: 5.963 36 5,4 Média: 6.860 6,5

σ = 1.703 2 0,3 σ = 971 3 1,6 σ = 1.408 0,4Convenção: em negrito, minima e máxima produção mesal do periodoFontes: CI - 11/95 MORP de 15/2/1995 para a APDE - Sabesp

Fax pessoal da ETE Barueri, em 27/10/2000Síntese de Informações Operacionais dos Sistemas de Tratamento de Esgotos da RMSP - Sabesp - AE, 2002

Polímeros e Cloreto Férrico Cal e Cloreto Férrico (1) Período Abril/1993 a Set/1994 (2) Período Jan/1999 a Ago/2000 (3) Período jul/2001 a jun/2002

3.5 Perspectiva atual de uso agrícola dos lodos da ETE Barueri

Com relação ao uso agrícola constatou-se recentemente que:

[...] em relação à densidade de organismos patogênicos, análises

laboratoriais mais completas realizadas em 1999, mesmo sem adição de

cal no processo de condicionamento, indicaram que o lodo da ETE

Barueri é Classe A, segundo a legislação norte-americana, mas não o é

de acordo com a regulamentação CETESB. (Sabesp, 2002, 5.15,

Conclusões).

Conforme Sabesp, 2002, 5.13.3, as duas análises realizadas em novembro de 1999

indicaram enterovirus e ovos de helmintos ausentes, enquanto a concentração de

Salmonellas sp. esteve abaixo do limite para a classe A pela 40 CFR Part 503, tendo sido

igual a 2,92 NMP/4 g ST (o limite é 3 NMP/4g ST). Entretanto, o NMP de coliformes

superou os 1000 por grama de sólidos totais exigidos pela norma P 4230 para lodo classe

A.

Contrariamente à norma norte-americana, que exige o atendimento ou ao limite para

coliformes ou ao limite para Salmonellas sp, a norma da Cetesb exige que ambos limites

sejam atendidos para que o lodo seja considerado classe A. (Santos, 2001)

Não obstante, mesmo a P 4230 permitiria que o lodo fosse classificado como classe B e

portanto adequado para uso agrícola com restrições de tipos de cultura, acesso restrito ao

local da plantação por animais e pela população, dentre outras precauções (P-4.230,

Cetesb, 1999).

36

4. MATERIAIS E MÉTODOS

4.1 Materiais

4.1.1 Filtros prensa da estação:

A ETE Barueri possui três filtros prensa de placa tipo volume fixo que trabalham

continuamente desidratando o lodo digerido anaerobiamente. O précondicionamento das

tortas durante os trabalhos desta tese era feito com cal e cloreto férrico, posteriormente

apenas com polímeros e atualmente se faz com polímeros e cloreto férrico. As duas

primeiras situações foram examinadas na elaboração do presente estudo.

Cada descarga de um filtro de 150 placas de 2m 2m leva 20 minutos e produz de 18 a

20 toneladas de torta. A produção diária oscila em torno de 100 toneladas, com três ou

mais ciclos de prensagem por filtro. A Figura 4 mostra como o operador solta a torta

prensada com uma espátula de madeira. A torta cai por um vão do piso até um cabo de

aço acima da esteira rolante no térreo que transporta seus fragmentos para o pátio.

37

Devido ao processo de geração das tortas (adensamento do lodo primário e secundário

respectivamente por gravidade e flotação, condicionamento da mistura de lodos com cal

(ou polímero) e cloreto férrico, abastecimento dos filtros-prensa a partir de tanques

diários) cada descarga dos filtros é composta de material com grande homogeneidade

química e bacteriológica.

4.1.2 Recebimento da cal virgem para as pistas experimentais

Uma quantidade considerável de cal virgem foi trazida para o pátio da ETE tendo-se em

vista a construção das pistas experimentais. Um retrospecto do problema revelou que os

estudos realizados no plano diretor de lodos (Sabesp, 1996, p.64), indicavam com

bastante ênfase que:

“para serem compactados os lodos deverão ser submetidos a alguma melhoria

em termos de trabalho geotécnico. No teor de MS original, de 40%, não há

qualquer possibilidade de lançamento e compactação posterior. Foram

desenvolvidos ensaios geotécnicos visando equacionar este ponto, tendo sido

assumido o parâmetro de coesão igual ou maior que 0,4 kg/cm2 para propiciar

o trabalho de compactação posterior.” (Sabesp, 1996, p.64)

Mais adiante os mesmos estudos tornaram a frisar (Sabesp, 1996, p.64,65)

“Prevê-se a realização, no âmbito do planejamento do aterro exclusivo, de

ensaios em pista experimental onde misturas de lodo-cal de diversos teores

deverão ser submetidas ao trabalho de equipamentos de terraplenagem de

diferentes capacidades, visando estabelecer, em escala de campo, os

parâmetros estabelecidos em escala de laboratório, para uma aproximação

maior aos valores da realidade operacional” (Sabesp, 1996, p.64,65)

38

Figura 4 Descarga do lodo de um dos filtros prensa da ETE Barueri

E com fundamento no exposto, ainda durante os trabalhos do plano diretor de lodos

foram feitos estudos de bancada e mesmo de campo, na própria ETE Barueri.

Nesta época foi utilizada uma simples betoneira para misturar a torta de lodo a 40% de

sólidos com a cal virgem. A mistura foi feita com bastante dificuldade devido a

aderência da massa nas lâminas internas do tambor e à baixa trabalhabilidade da mistura.

Como se mostra na seqüência, para os trabalhos aqui documentados o equipamento

usado foi específico e bastante apropriado para o objetivo a alcançar.

Os testes feitos na época do plano diretor, com as limitações de escala e equipamento

acima mencionadas, permitiram as conclusões que constam na Tabela 3, onde pode ser

observado, na segunda linha, as indicações que motivaram parte dos experimentos

desenvolvidos nesta tese, qual seja a mistura de 17,5% de cal em peso com as tortas de

lodo em pistas construídas dentro do pátio da ETE.

Tabela 3: Experiências anteriores de mistura de tortas de lodo com materiais

diversos e rendimento obtidos

Nota: grifo em cal virgem é do presente documento.Fonte: Sabesp, 1996 - Quadro 4.2

Para possibilitar a construção das pistas experimentais foram recebidas 22 t de cal

virgem em 22 big-bags, descarregados e abrigados no pátio da estação como se observa

nas Figuras 5, 6 e 7.

39

Teor de MS dos lodos

Material de mistura

Melhor proporção em

pesoCoesão final Densidade

Rendimento no aterro

% kg/cm2 t/m3 ts lodo/m340 solos locais 1:2,00 0,5 1,72 0,2340 cal virgem 1:0,175 0,72 1,27 0,43440 lodo a 90% 1:0,7 0,4 1,23 0,75240 cal e lodo a 90% 1:0,125:0,79 (*) 0,7 1,23 0,717

32 solos locais 1:2,50 (*) 0,5 1,77 0,66232 cal virgem 1:0,25(*) 0,7 1,35 0,346(*) valores inferidos

40

Figura 5 Caminhões de cal virgem ao fundo e pista protegida com lonas plásticas em primeiro plano

Figura 6 Descarga do ‘big-bag’ de cal do caminhão

4.1.3 Equipamento de mistura de aditivos na torta de lodo para construção da

pista

Para acréscimo e mistura dos aditivos minerais (cal em pós-adição à torta desidratada e

Absorsol) foi utilizado o equipamento da empresa contratada pela Sabesp, a Alphageos –

Geologia, Geotecnia e Comércio Ltda. As fotos mostram o misturador-dosador que foi

utilizado, um equipamento verdadeiramente apropriado para trabalhar com produtos

com alta viscosidade e plasticidade, como sabidamente é o caso de tortas de lodo com

concentrações em torno de 50% de sólidos (considerando-se a perda adicional de

umidade pela manipulação no pátio).

As fotos seguintes mostram a carga e descarga nos equipamento misturador empregado.

41

Figura 7 Big-bags de cal virgem, apoiados em pallets, e cobertos por lona plástica.

42

Figura 8 Equipamento para mistura de aditivos na torta de lodo

Figura 9 Detalhe do alimentador de rosca

4.1.4 Ensaio do Índice Suporte Califórnia (ISC)

A medida mais utilizada em todo o mundo para o dimensionamento de pavimentos é o

CBR (“Califórnia Bearing Ratio”), ou ISC (Índice de Suporte Califórnia). O CBR mede

a resistência de um dado material (solo ou brita) à carga. Ele reflete a ação do tráfego

sobre a superfície ou base em uma situação extrema, a imersão (saturação por água).

É usado na seleção de material e controle de sub-leitos. Pode ser realizado em todos os

tipos de solo e é baseado na resistência de penetração do solo testado comparado com a

de um pedregulho teórico.

Compacta-se a amostra de solo, num cilindro de 15 cm de diâmetro de 17 cm de altura,

na umidade ótima, até atingir a massa específica aparente seca que se deseja. Após a

compactação inunda-se o corpo de prova, sob pressão ou não, durante 4 dias, a fim de se

43

Figura 10 Descarga da torta do filtro na plataforma do misturador de aditivos, vendo o saco de Absorsol a direita da foto

procurar atingir a sua saturação. Sob a amostra em saturação é colocado um peso de 5 kg

para simular a resistência que o peso do pavimento impõe a sua expansão. Aproveita-se

a saturação para se medir por meio de um deflectômetro a expansão que a amostra sofre

ao saturar-se. Assim preparado o corpo de prova, dá-se inicio ao ensaio. Por meio de um

macaco hidráulico reagindo contra uma armação metálica, faz-se pressão sobre o corpo

de prova com um punção cilíndrico de 5 cm de diâmetro. Um manômetro dá a pressão

aplicada e um deflectômetro mede as deformações com as quais se traça o gráfico

pressão x deformação (Pattrol, 2002)

Define-se o Índice de Suporte California (CBR) como sendo:

onde P é a pressão de punção para uma deformação de 2.5 mm em kgf/cm2.

O valor 70 kgf/cm2 corresponde á máxima resistência do ISC que se espera de um solo

bom, onde ele será estabilizado e terá características ótimas para uma base de pavimento

rodoviário. (Pattrol, 2002)

4.1.5 Uso do ISC na avaliação das pistas experimentais

O ensaio ISC consta das especificações do método do DNER-ME 049/94. A

especificação de serviço da prefeitura municipal de Curitiba, por exemplo, estipula que

turfas e argilas não são admissíveis para compactação em aterros, bem como fixa os

limites aceitáveis para os resultados do ISC, que para o corpo do aterro não deverá ser

inferior a 2%. A mesma especificação de serviço (PMC-ES 015/99) menciona como

equipamentos de terraplenagem para construção dos aterros rodoviários os caminhões

pipa, os caminhões basculantes, as motoniveladoras com escarificadores, os rolos

estáticos e/ou vibratórios, lisos ou pé-de-carneiro, as grades de disco, a pá carregadeira

(ou pá mecânica) e a retroescavadeira. Evidentemente ISC deve não só permitir a

44

aprovação de uma compactação que suporte o trafego desses equipamentos como,

principalmente, suportar a base, a pista de rolamento e o próprio tráfego da futura

rodovia.

A interpretação dos resultados do ISC para os aterros exclusivos de lodo deve levar em

conta que o único tráfego que eles precisam suportar são os necessários para sua

construção, uma vez que o terreno recomposto não se prestará de forma alguma ao

trafego rodoviário habitual. Esta distinção é importante quando se lembra que nem ao

menos turfas ou argilas são admissíveis na construção de aterros rodoviários, como

anteriormente afirmado. Pode também ser reforçada pela definição de aterro rodoviário,

como consta na norma DNER-ES 282/97: “Aterros: segmentos de rodovia cuja

implantação requer depósito de materiais provenientes de cortes, e/ou de empréstimos

no interior dos limites das seções de projeto (“off-sets”) que definem o corpo estradal.”

Pontos de semelhança entre as duas obras podem ser vistos nos métodos construtivos de

ambas, como se depreende das descrições a seguir.

Das especificações de serviço para aterros rodoviários (PMC-ES 015/99):

b) O lançamento do material na compactação dos aterros deve ser feito

em camadas sucessivas, em toda a largura da seção transversal. A

espessura da camada compactada não deverá ultrapassar 0,30m no

corpo do aterro. Para a camada final, a espessura não deverá

ultrapassar 0,20m;

c) Para o corpo de aterro será exigido um Grau de Compactação de

95%, com umidade ótima de ± 3%. Para a camada final, o Grau de

Compactação será de 100%;

d) As áreas de acesso próximas aos encontros de pontes, o enchimento

de covas das fundações e as trincheiras de bueiros, bem como todas as

áreas de difícil acesso ao equipamento usual de compactação, serão

45

compactadas mediante a utilização de equipamentos adequados, como

soquetes manuais, sapos, placas vibratórias e rolos de pequeno porte,

na umidade ótima descrita para o corpo dos aterros;

e) Para a determinação da massa específica aparente de cada camada

do material compactado, utilizar o método de ensaio “in situ” (Método

DNER ME-092/94);

f) A compactação deverá evoluir longitudinalmente, iniciando no

bordo mais baixo e progredindo no sentido do bordo mais alto da

seção transversal ou meia seção transversal, exigindo-se que em cada

passada do equipamento seja recoberta, no mínimo, a metade da

largura da faixa anteriormente comprimida. (PMC-ES 015/99, p.2)

Este método construtivo apresenta semelhanças com a concepção do aterro multinível

para lodos no que diz respeito à construção dos diques intermediários que, quando

superpostos, constituirão os limites das diversas células de deposição do lodo (veja

seções transversais, típica e das camadas componentes do aterro, nas Figuras 1 e 3) e

também, evidentemente, com a do maciço da barragem de terra que conterá toda obra a

jusante. Apenas com a finalidade de identificar as semelhanças e diferenças entre as

naturezas das duas obras, reproduzem-se as descrições constantes do item 4.10.1,

“Concepção Geral, Barragem e Diques”, e 4.10.12.4, “Análises e Estabilidade”

(Sabesp,1995):

Do item 4.10.1, Concepção Geral, Barragem e Diques:

....No ponto baixo da bacia erguer-se-á uma barragem de terra que,

unindo as encostas da bacia natural, conformará a bacia de disposição.

O volume assim definido será subdividido em células, formadas por

diques de terra compactada de seis metros de altura, nas quais serão

dispostos os resíduos

46

Cada célula que for sendo preenchida, receberá um selo de solo

compactado

Após o preenchimento de todas células de uma mesma fase ou nível, a

barragem será alteada de seis metros, criando um novo volume, que

será ocupado por novas células, sobrepostas às da fase anterior, e

assim sucessivamente.

...A barragem terá a função estrutural de fechamento da bacia dando

estabilidade a toda a massa de lodos. Terá taludes 1(V): 1,5(H), a

montante e 1: 2,5, a jusante.

Embora os lodos venham a ser compactados, como se desconhece o

seu comportamento quanto a adensamento a longo prazo, os diques

serão construídos sempre sobre os diques da fase anterior ou sobre

terreno natural e sobre eles circularão os caminhões e máquinas da

operação.

Do item 4.10.12.4, Análises e Estabilidade (Sabesp,1995):

a) Maciço da barragem

A estabilidade do talude da barragem foi verificada apenas para sua

face de jusante, em vista de o talude de montante apresentar sempre

alturas de 6,0 m, conforme processo executivo do Aterro Exclusivo.

Para esta condição foram considerados dois tipos de seções

transversais de aterro da barragem, ambos com fundações sobre solo

bastante resistente, isto é, admitindo removida toda camada de

47

sedimento aluvionar, e remoção com recompactação do horizonte de

solo de alteração de rocha que apresenta baixa consistÊncia. As seções

foram analisadas com taludes de 1: 2.5 (V:H) e 1:3 (V:H) e, nestas

condições, foram estabelecidos, para efeito de análise de estabilidade,

os seguintes parâmetros médios de solo:

C = 5, 0 tf/m2

= 250C

= 1,9 tf/m3

(Observação: a recomendação mínima para aceitação da resistência ao tráfego sobre o

aterro exclusivo foi de 0,4 kgf / cm2. Nota-se que C = 5,0 tf / m2 = 0,5 kgf / cm2. Notar

também os coeficientes de segurança implícitos na hipótese – indicados logo abaixo)

Os valores dos coeficientes de segurança, resultaram em:

1:2,5 – FS = 1,8

1:3,0 – FS = 1,95

Em vista destes resultados, optou-se pelo primeiro caso.

b) Diques

A estabilidade dos diques foi estudada em sua situação mais crítica

que é aquela apoiada parcialmente na mistura lodo-cal da célula do

nível inferior.

Nestas condições foram adotados para o dique os mesmos valores

utilizados para a barragem. No caso do lodo foram analisados não

48

somente os resultados recentes realizados com a mistura lodo-cal, mas

estimado também a aquisição de algum atrito com esse tratamento.

Foram adotados os seguintes parâmetros para a mistura lodo-cal:

C = 5, 0 tf/m2

= 100C

= 1,2 tf/m3

c) Taludes Críticos dos Cortes

(como é um item que analisa a caracterização geológica da área deixa

de ser transcrito pois fica prejudicado pela mudança de local – da

margem da rodovia Castelo Branco para margem da rodovia

Anhanguera).

d) Recalques

Os recalques decorrentes do processo de adensamento da mistura com

lodo somente ocorrerão quando este pacote, submetido a percolação de

águas pluviais precipitadas durante o preenchimento da célula, sofrer

carregamento por meio de sua própria carga ou pela superposição de

níveis superiores.

Quando se completar o preenchimento de uma célula e antes da

colocação do nível imediatamente superior estará se processando

adensamento nas partes inferiores; inicialmente haverá um

descarregamento, em termos de pressões efetivas, da camada inferior.

Nestas condições os recalques serão muito pequenos, podendo ser

insignificantes para efeito de cálculo.

49

Entretanto com a disposição de células superiores, o carregamento fará

acelerar os recalques do lodo da célula abaixo. Para efeito da

estimativa dos recalques esperados com esses carregamentos

sucessivos, está previsto realizar ensaios de adensamento edométrico

em amostras de misturas compactadas nas condições naturais e com

saturação.

As células terão dimensões básicas, no fundo, de 50 m × 100 m. As

paredes laterais terão inclinação de 1,0(V): 1,5 (H), ou seja, de

33graus.

Na borda superior as células terão dimensões de 68 m × 118 m.. Estas

dimensões expressam as células regulares. As células localizadas nas

bordas de cada nível deverão conformar-se às irregularidades da

superfície do terreno natural; por isso terão dimensões variadas. As

células regulares terão uma capacidade útil unitária para disposição de

rejeitos de 28.490 m3

...Dos 6 m de altura de cada célula, 4,6 m serão ocupados pelo lodo,

que será lançado compactado; ...os 0,9 m superiores serão ocupados

pelo selo de solo, sob o qual haverá uma camada de 0,3 m de areia na

qual serão recolhidos os gases. Os 0,2 m inferiores da célula serão

ocupados por uma camada de areia através da qual escoará o lixiviado.

(Sabesp, 1995, p110-111)

Os equipamentos empregados para a realização do ISC, conforme a norma do DNER

049/94 foram os que constam na relação seguinte e em parte aparecem nas fotos das

Figuras 40 a 44, mais adiante:

50

Balança tipo Roberval, com capacidade de 20 kg, com jogo de pesos, modelo

620

Balde galvanizado, graduado, com capacidade de 20 litros

Disco espaçador de diâmetro 2,5”

Extensômetro com curso de 10 mm e sensibilidade de 0,01 mm

Extrator de amostra manual com adaptação para cilindro ISC, Proctor e Marshall

Molde cilíndrico ISC, com colar e base

Papel filtro com diâmetro de 15 cm

Peso anelar de 5 kg

Prato perfurado com haste ajustável

Prensa ISC de funcionamento elétrico/ manual, completa, com conjunto de

dinamômetro 110/220 V

Soquete compactador para ISC de 10 lb com protetor de mão modelo DER/MG

Tripé com porta-extensômetro de ferro fundido.

4.1.6 Ensaios de compressão simples e outros ensaios

O ensaio de compressão simples consiste em submeter-se um corpo de prova cilíndrico,

cuja altura seja no mínimo o dobro do diâmetro, a uma carga crescente que provoca

tensões axiais de compressão causadoras de deformações no corpo de prova. Estas

deformações são medidas marcando-se graficamente as curvas de pressão deformação

até a ruptura. Em solos arenosos compactos ou nas argilas friáveis a ruptura se dá

depois de uma deformação específica pequena e as pressões necessárias para continuar

deformando o material são menores do que as de ruptura. Nas areias fofas ou argilas

moles as pressões requeridas para a deformação do corpo de prova aumentam

continuamente até a ruptura, prosseguindo constantes daí por diante para qualquer

deformação.(Globo, 1957; Tsutiya et al, 2001)

51

Uma estimativa da coesão ou resistência interna do solo pode ser feita pelo teste da

palheta (Vane Test), determinando-se a tensão de cisalhamento máxima do solo

ensaiado. O ensaio de compressão simples pode ser considerado como capaz de dar uma

indicação qualitativa da coesão dos solos (Tsutiya et al, 2001).

Outros ensaios e cálculos a partir de ensaios podem ajudar a prever as deformações das

obras de terra e seu comportamento mecânico, como o ensaio de compressão triaxial, e o

cálculo do coeficiente de Poisson, estimado a partir do ensaio de compressão simples

(Globo, 1957). Em estudos geotécnicos anteriores com o lodo da ETE Barueri, sem a

consideração do Absorsol, foram utilizados como indicadores da futura resistência de

suporte do aterro exclusivo ao tráfego, o ISC e o ensaio de compressão simples.

Concluiu-se que o lodo pré-condicionado com polímeros tende a ter sua capacidade de

suporte diminuída com o tempo, tal não tendo sido observado quando a cal foi

empregada no précondicionamento da filtragem. (Tsutiya et al, 2001)

52

4.2 Metodologia

4.2.1 Coleta de amostras para tortas précondicionadas com cal

O ANEXO B traz um diagrama com um desenho esquemático que ilustra as diversas

coletas de amostras e os destinos das partidas de lodo amostradas durante os trabalhos.

Para as amostras précondicionadas com cal, foi ajustada a seguinte metodologia com a

equipe de operação da ETE para a coleta:

1. As amostras seriam retiradas de cada descarga do filtro-prensa.

2. Para cada cinco descargas do filtro-prensa (ou 100t), seria feita uma pilha

segregada do restante da produção, formando-se assim quatro pilhas designadas

como A, B, C e D, cada qual com 100 t, para investigação quanto ao seu possível

uso agrícola. Seriam também formadas as pilhas E e F para construção das pistas

experimentais, as quais seriam analisadas antes e depois de aditivos em diversas

proporções, como será detalhado mais adiante. Toda metodologia aqui descrita

em detalhes para as pilhas A a D seria praticada para formação das pilhas E e F.

3. De cada uma das pilhas de 100t seria retirada uma amostra .

4. As quatro amostras das quatro pilhas seriam misturadas para formar uma amostra

única designada pela letra R , ‘Representativa’ das 400t

Como resultado da amostragem foram portanto obtidas cinco amostras: R, A, B, C e D,

inicialmente..

A amostra R foi enviada ao laboratório para exames físico-químicos e microbiológicos

referentes respectivamente às normas:

53

NBR 10.004, da Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT, para

classificação dos resíduos sólidos quanto aos seus riscos potenciais ao meio

ambiente e a saúde pública e,

40 CFR 503 Part 503, da agência de proteção ambiental dos Estados Unidos

(Usepa), tendo-se em vista a aplicação ou disposição do lodo de esgotos no solo.

(A Norma 40 CFR part 503 - significa Code of Federal Regulations n° 40, part

503 - “Standards for the Use and Disposal of Sewage Sludge”).

Na época das análises, anterior a dezembro de 1999, a Cetesb ainda não havia publicado

sua norma P 4230, embora já se soubesse que ela se constituiria numa adaptação da

norma da USEPA. Diferenças significativas entre ambas são comentadas neste trabalho

no que se refere às classificações A ou B do biossólido produzido em Barueri. Quanto às

análises físico-químicas, inexiste distinção significativa entre ambas normas.

Nas amostras retiradas de cada descarga dos filtros-prensa (para formação das pilhas A,

B, C e D) foram também retiradas uma amostra de cada, pesando 200 g, para fins de

determinação de sua massa seca no laboratório.

Quanto à análise da amostra R, a metodologia seguida foi a de realizar um quarteamento

com 30 kg de lodo de cada uma de suas pilhas formadoras, A, B C e D.

De cada uma das quatro pilhas de 100 t foi retirado lodo para encher quatro

recipientes com 30 kg de torta cada. Estas amostras de 30 kg foram formadas a

partir da própria descarga do filtro, coletando-se 500/700 gramas a cada 2

minutos até formar 6 kg de amostra por descarga. As amostras de 5 descargas

formaram então os 30 kg de cada recipiente, cada parcela desse peso extraída

portanto das mesmas tortas formadoras das pilhas A, B, C e D.

54

Dos quatro recipientes de 30 kg, representativos das pilhas A, B C e D, foram

retiradas duas parcelas de lodo, uma para o laboratório e a outra para mistura

com a homóloga das outras pilhas, representando-se após a mistura, da forma

mais fiel possível, a amostra R das 400 t.

Desta maneira foram formadas as cinco amostras seguintes:

Amostra A - representativa da pilha A.

Amostra B - representativa da pilha B.

Amostra C - representativa da pilha C.

Amostra D - representativa da pilha D.

Amostra R - representativa da média das quatro pilhas ou das 400t de torta de lodo.

A Figura 11 mostra o aspecto das tortas de lodo pré-condicionadas com cal, no momento

em que eram descarregadas no pátio a partir da esteira rolante situada no piso térreo do

edifício de filtração.

55

Os recipientes com 30 kg de amostras e o conteúdo de um deles aparece nas fotos

seguintes. Simultaneamente à formação dessas amostras, como mencionado, a cada

descarga do filtro foi também retirada uma amostra de cerca de 200 g e enviada ao

laboratório em frasco fechado, exclusivamente para determinação da massa seca (vide

Anexo B com esquema ilustrativo da coleta)

56

Figura 11: Descarga das tortas de lodo e coleta das amostras para as pilhas A, B, C e D

57

Figura 12: Recipientes para amostras A,B, C, D e amostra C fora do seu

recipiente.

Figura 13: Quarteamento das amostras e eliminação de duas

frações, conforme a NBR 10007 – Amostragem de Resíduos

A operação retratada acima para a amostra C foi também feita para as amostras A, B e

D. Para cada uma dessas amostras foram obtidas duas parcelas, como mostrado na foto

da Figura 13 para a amostra C. Uma das parcelas de cada amostra foi remetida ao

laboratório e a outra, de cada amostra, foi misturada com as equivalentes das outras

pilhas, gerando a amostra R, representativa das 400 t (4 100t = A + B + C + D).

4.2.2 Formação das pilhas para execução das pistas experimentais e análises

para uso agrícola do biossólido (précondicionamento: cal)

No espaço do pátio da ETE Barueri entre o edifício dos filtros e a cerca que delimita a

propriedade ao longo do canal do rio Tietê, o terreno foi raspado, nivelado e preparado,

para receber as pistas que iriam simular o comportamento das tortas sob o tráfego de

veículos nos aterros reais. A Figura 14 mostra a área onde seriam construídas as pistas

com as pilhas E e F, como detalhado posteriormente.

58

Figura 14 Pá mecânica de pneus descarregando a torta no terreno da pista

Primeira descarga das 400 t

59

Figura 15 Pilhas A, B, C, D formadas e protegidas com plástico contra chuva. Abaixo, a pilha B foi descoberta e removida parcialmente.

4.2.2.1 Critérios normativos para avaliação dos resultados das análises tendo em

vista o uso agrícola das tortas

Foi examinada a adequação do lodo para o uso agrícola verificando-se se as

concentrações de poluentes estavam dentro dos limites para a Classe II - resíduo não

inerte pelos critérios da NBR 10.004 e se as concentrações de metais estavam abaixo das

estipulados pela norma 40 CFR – Parte 503 – USEPA (ou P 4230 da Cetesb).

A presença de fenóis não é considerada pelas normas norte-americanas ou da Cetesb

como critério impeditivo do uso agrícola. Verificou-se que a adição complementar de

cal virgem à torta para fins de construção da pista CAL-01 e CAL-03 (vide Tabelas 14 e

18) revelou concentrações de fenóis respectivamente de 16,2 mg/kg e 15,86 mg/kg,

acima portanto dos 10 mg/kg admissíveis pela NBR 10004, donde o resíduo passou a ser

classe I. O mesmo ocorreu para a pista ABS + CAL 01 (vide Tabela 22), que recebeu a

mistura de cal mais Absorsol, nas proporções respectivas de 8 e 4% e que liberou 15,43

mg/kg fenóis.

Conclui-se que haveria necessidade de consulta específica à Cetesb antes de usá-lo como

condicionador de solos, se por algum motivo as tortas que tivessem recebido cal

adicional não fossem efetivamente para o aterro exclusivo.

4.2.2.2 Resultados das análises físico-químicas e microbiológicas na amostra R

As tortas formadoras das pilhas A, B, C e D foram provenientes de quaisquer dos filtros,

com duas retiradas de manhã e duas à tarde de cada dia, para determinação da

concentração média de sólidos de cada pilha. Para cada uma foram tabelados os dados

de data, hora, filtro contribuinte, concentração de sólidos de três pontos diferentes da

descarga e concentração da descarga, como indicado na Tabela 4.

60

Tabela 4: Datas de coleta e concentração de sólidos das tortas

(Amostra R = A + B + C + D)

Com o lodo da amostra R, formada como explicado, inicialmente foram realizados os

exames físicos químicos previstos na NBR 10.004 determinando-se em 50 g da amostra:

O pH inicial e final

A umidade da amostra

Os seguintes resultados em mg/Kg na massa bruta:

61

Pilha Ano 1998

Hora Filtro Teor de MS em % TS % médio

  24/abr 11:50 2 37,2 36,9 37,0 37,024/abr 12:10 3 34,3 34,8 35,0 34,7

A 24/abr 13:20 1 36,1 34,9 36,3 35,824/abr 16:00 2 32,4 33,5 33,8 33,1

  27/abr 13:50 3 35,2 35,2 36,1 35,5  27/abr 14:20 1 36,2 36,6 36,1 36,3

27/abr 15:20 2 35,0 35,0 35,0 35,0B 28/abr 09:40 3 32,7 32,2 37,7 34,2

28/abr 11:00 2 33,5 33,7 34,0 33,7  28/abr 13:00 1 35,7 35,7 35,5 35,6  28/abr 14:45 3 36,0 36,6 36,5 36,4

28/abr 15:30 2 36,2 35,9 36,0 36,0C 28/abr 17:20 1 34,1 34,9 34,1 34,4

28/abr 19:00 3 35,0 35,6 35,9 35,5  28/abr 19:50 2 40,0 40,4 39,8 40,1

29/abr 12:20 1 36,7 36,8 36,8 36,829/abr 13:30 2 36,6 36,9 37,0 36,8

D 29/abr 13:50 3 35,5 35,3 34,8 35,229/abr 15:50 1 33,4 33,7 33,3 33,5

  29/abr 17:05 2 34,3 33,6 34,4 34,1

Óleos e graxas, alumínio, arsênio, bário, berílio, cádmio, chumbo, cobre, cromo

total, cromo hexavalente, manganês, mercúrio, prata, selênio, sódio, zinco,

níquel, ferro, cianetos, cloretos, fenóis, vanádio, surfactantes, cobalto, antimônio

e molibdênio.

Os seguintes resultados em mg/L de uma solução 0,5 N de 200 mL do lixiviado

após 24 horas:

Arsênio, bário, cádmio, chumbo, cromo total, mercúrio, prata, selênio e fluoretos

Análises parasitológicas e microbiológicas :

NMP/100 g de coliformes totais, NMP/100 g de coliformes fecais, Salmonellas

sp.em 25 g, UFC/100 g de colífagos e pesquisa da presença e viabilidade de

ovos de helmintos.

Os resultados encontram-se nas Tabelas 5 e 6.

62

Tabela 5: Análises físico-químicas na amostra R (NBR 10.004) Umidade: 60,80%. Laboratório Puriquima Ltda

Laudo: 12/5/1998 – Amostra 9643

Massa Bruta LixiviadoParâmetros Resultados VMP Resultados VMP Ensaio de

Lixiviaçãomg/kg mg/kg mg/l mg/l

Óleos e Graxas 1,3% 5% x --- pH InicialAlumínio x --- x --- 11,61Arsênio <5 1000 <0,5 5Bário 274 --- 7,1 100 pH FinalBerílio <2 100 x --- 6,33Cádmio 4 --- <0,02 0,5Chumbo 82 ** <0,05 5 Massa daCobre 180 --- x --- AmostraCromo Total 200 --- <0,02 5 50gCromo Hexav. 4 100 x --- (base seca)Manganês x --- x ---Mercúrio 0,5 100 <0,001 0,1Prata 18 --- <0,01 5 Volume HacSelênio <1 100 <0,5 1 0,5NSódio x --- x --- 200mlZinco 720 --- x ---Níquel 92 --- x ---Ferro x --- x --- Tempo deCianetos <0,02 1000 x --- ensaioCloretos x --- x --- 24hDureza x --- x ---Fenóis 2,03 10 x ---Fluoretos x --- 0,1 150Vanádio 18 1000 x ---Nitratos x --- x ---Sulfatos x --- x ---Surfactantes x --- x ---

Cobalto 8 --- x ---Antimônio <5 --- x ---Molibdênio 8 --- x ---

1- (**) = Limite para o chumbo em composto orgânicos = 100mg Pb/kg.2- VMP= Valores máximos permitidos.

63

Os resultados da caracterização microbiológica da amostra R encontram-se na tabela 5.

Tabela 6: Análises microbiológicas na amostra R Laboratório Puriquima Ltda

Laudo: 12/5/1998 – LP 689-98

Coliforme Total

NMP/100g

Coliforme Fecal

NMP/100g

Salmonela em25g

Pesquisa de ovosde Helmintos

ColífagosUFC/100g

1100 43 0 Ausente Ausente

NMP - número mais provável; UFC - unidade formadora de colônia.17th ed. “STANDARD METHODS For the Examination of Water and Wastewater”, APHA, AWWA, EPCF.

64

4.2.2.3 Formação e análises da pilha E antes do acréscimo de aditivos

Com os mesmos procedimentos de amostragem e controles utilizados para as pilhas A, B, C e D,

foi formada a pilha de torta do filtro-prensa E, com cerca de 100t. para posterior acréscimo do

aditivo Absorsol e também cal virgem em várias proporções.

O equipamento utilizado para fazer a mistura e em que proporção a mistura foi feita encontram-

se descritos mais adiante, juntamente com a descrição da construção das pistas.

O presente item traz os resultados das análises da pilha E com a torta précondicionada

com cal e cloreto férrico ainda sem aditivos adicionais.

Tabela 7: Datas de coleta e concentração de sólidos das tortas(Amostra E = antes do acréscimo de Absorsol/cal adicional)

65

Pilha Ano 1998

Hora Filtro Teor de MS em % TS % médio

  04/05 12:30 2 35,3 35,0 34,9 35,1

04/05 13:30 1 34,5 34,7 34,4 34,5E 04/05 14:20 3 38,7 38,6 38,8 38,7

04/05 17:00 2 32,4 32,6 32,5 32,5  04/05 17:30 1 31,6 31,7 31,7 31,7

Tabela 8: Análises físico-químicas na amostra E (NBR 10.004) Umidade: 55,92%. Laboratório Puriquima LtdaLaudo: 26/5/1998 – Amostra 9809

Massa Bruta LixiviadoParâmetros Resultados VMP Resultados VMP Ensaio de

Lixiviaçãomg/kg mg/kg mg/l mg/l

Óleos e Graxas 4,9% 5% x --- pH InicialAlumínio x --- x --- 11,42Arsênio <5 1000 <0,5 5Bário 240 --- 3,5 100 pH FinalBerílio <2 100 x --- 7,12Cádmio 2,8 --- <0,02 0,5Chumbo 64 ** <0,05 5 Massa daCobre 172 --- x --- AmostraCromo Total 174 --- <0,02 5 50gCromo Hexav. 5 100 x --- (base seca)Manganês x --- x ---Mercúrio 0,6 100 <0,001 0,1Prata 16 --- <0,01 5 Volume HacSelênio <1 100 <0,5 1 0,5NSódio x --- x --- 200mlZinco 760 --- x ---Níquel 72 --- x ---Ferro x --- x --- Tempo deCianetos <0,02 1000 x --- ensaioCloretos x --- x --- 24hDureza x --- x ---Fenóis 2,997 10 x ---Fluoretos x --- 0,1 150Vanádio 14 1000 x ---Nitratos x --- x ---Sulfatos x --- x ---Surfactantes x --- x ---

Antimônio <2Cobalto 4 --- x ---Molibdênio 8 --- x ---

1- (**) = Limite para o chumbo em composto orgânicos = 100mg Pb/kg.2- VMP= Valores máximos permitidos.

66

Os resultados da caracterização microbiológica da amostra E encontram-se na Tabela 8.

Tabela 9: Análises microbiológicas na amostra E Laboratório Puriquima LtdaLaudo: 25/5/1998 – LP: 763 1-98

Coliforme Total

NMP/100g

Coliforme Fecal

NMP/100g

Salmonela em25g

Pesquisa de ovos

de Helmintos

ColifagosUFC/100g

4300 <3 - Ausente 0 Ausente Ausente

NMP - número mais provável; UFC - unidade formadora de colônia.17th ed. “STANDARD METHODS For the Examination of Water and Wastewater”, APHA, AWWA, EPCF.

4.2.2.4 Formação e análises da pilha F antes do acréscimo de aditivos

Novamente seguindo a metodologia anterior (pilhas A a D e E), foi formada a pilha de torta do

filtro-prensa F, com cerca de 100t para posterior acréscimo de cal virgem em várias proporções.

O mesmo equipamento utilizado anteriormente para misturar o Absorsol foi usado para fazer a

mistura do material da Pilha F com cal virgem. Detalhes desta operação e em que proporção a

mistura foi feita encontram-se no item 4.2.3.

O presente item traz os resultados das análises da pilha F com a torta précondicionada

com cal e cloreto férrico, ainda sem aditivos adicionais.

67

Tabela 10 Datas de coleta e concentração de sólidos das tortas(Amostra F = antes do acréscimo adicional de cal virgem)

68

Pilha Ano 1998

Hora Filtro Teor de MS em % TS % médio

  05/05 16:45 1 33,3 33,4 33,1 33,3

05/05 12:20 2 32,2 32,3 32,3 32,3F 06/05 10:50 1 27,4 27,8 27,7 27,6

06/05 17:00 2 33,3 32,9 33,8 33,3  07/05 07:45 2 35,4 35,0 35,2 35,2

Tabela 11: Análises físico-químicas na amostra F (NBR 10.004) Umidade: 61,58% Laboratório Puriquima Ltda Laudo: 26/5/1998 – Amostra 9810

Massa Bruta LixiviadoParâmetros Resultados VMP Resultados VMP Ensaio de

Lixiviaçãomg/kg mg/kg mg/l mg/l

Óleos e Graxas 0,96% 5% x --- pH InicialAlumínio x --- x --- 10,93Arsênio <5 1000 <0,5 5Bário 220 --- 2,0 100 pH FinalBerílio <2 100 x --- 6,33Cádmio 2,8 --- <0,02 0,5Chumbo 60 ** 0,30 5 Massa daCobre 154 --- x --- AmostraCromo Total 160 --- <0,02 5 50gCromo Hexav. 2 100 x --- (base seca)Manganês x --- x ---Mercúrio 0,4 100 <0,001 0,1Prata 14 --- <0,01 5 Volume HacSelênio <1 100 <0,5 1 0,5NSódio x --- x --- 200mlZinco 660 --- x ---Níquel 68 --- x ---Ferro x --- x --- Tempo deCianetos 0,099 1000 x --- ensaioCloretos x --- x --- 24hDureza x --- x ---Fenóis 3,373 10 x ---Fluoretos x --- 0,4 150Vanádio 14 1000 x ---Nitratos x --- x ---Sulfatos x --- x ---Surfactantes x --- x ---

Antimônio <2Cobalto 4 --- x ---Molibdênio 6 --- x ---

1- (**) = Limite para o chumbo em composto orgânicos = 100mg Pb/kg. Eem compostos minerais = 1000 mg Pb/kg

2- VMP= Valores máximos permitidos.

69

Os resultados da caracterização microbiológica da amostra E encontram-se na Tabela 11.

Tabela 12: Análises microbiológicas na amostra F Laboratório Puriquima LtdaLaudo: 25/5/1998 LP-763 2-98

Coliforme Total

NMP/100g

Coliforme Fecal

NMP/100g

Salmonela em25g

Pesquisa de ovos

de Helmintos

ColifagosUFC/100g

4300 <3 - Ausente 0 Ausente Ausente

NMP - número mais provável; UFC - unidade formadora de colônia.17th ed. “STANDARD METHODS For the Examination of Water and Wastewater”, APHA, AWWA, EPCF.

70

4.2.3 Conceito das pistas com tortas das pilhas E e F. Planejamento das análises

de caracterização do lodo das pistas após recebimento dos aditivos

(précondicionamento: cal)

As tortas de filtro-prensa das pilhas E e F, pré-condicionadas com cal e cloreto férrico,

receberam os aditivos minerais cal e Absorsol e foram transportadas cerca de 300m

dentro da área da ETE - Barueri para construção de pistas medindo aproximadamente

30m x 7m x 0,5 m, após o espalhamento.

A dosagem de Absorsol nas 100 t da pilha E foi feita com fundamento no peso capaz de

ser carregado pela pá mecânica (2.000 kg) e no peso do saco de Absorsol (20 kg). A

proporção de adição na torta resultou na concentração de 7% em peso de Absorsol. Para

a pilha F, a mistura com a cal virgem foi feita na dosagem recomendada pelo plano

diretor (17,5% em peso, vide Tabela 3), tendo sido utilizado o mesmo misturador

ilustrado no item 4.1.3, Figuras 8 e 9.

Foram construídas as seguintes pistas:

Lodo da pilha E misturado com 7% de Absorsol ou “Pista ABS”

Lodo da pilha F misturado com 17,5% de cal virgem ou “Pista CAL-17,5”

Lodo da pilha F com 5% de cal virgem ou “Pista CAL-5”

Lodo da pilha F com 8% de cal e com 4% de Absorsol ou “Pista ABS +CAL”

Para caracterização físico-química e microbiológica do lodo após recebimento dos

aditivos, foram retiradas amostras das pistas ABS, CAL-17,5 e ABS + CAL. A pista

CAL-5 foi construída apenas para ensaios geotécnicos. Foram realizadas análises físico-

químicas na massa bruta, ensaios de lixiviação e exames microbiológicos para

coliformes e Salmonellas sp. nas amostras retiradas a 5, 10 e 15 dias do lançamento das

tortas para construção das seguintes pistas:

71

Pista de torta do filtro-prensa mais 7% de Absorsol ou Pista ABS :

As amostras retiradas aos 5, 10 e 15 dias do lançamento das tortas seriam

respectivamente designadas por Amostra pista ABS 1, Amostra pista ABS 2 e

Amostra pista ABS 3. Entretanto, durante os ensaios geotécnicos na ABS 1,

verificou-se que o acréscimo exclusivamente de Absorsol não viabilizava a

construção. Resolveu-se então construir a pista ABS + CAL 1 e 2, como

explicado na seqüência, cancelando-se as duas últimas acima (ABS 2 e 3)..

Pista de torta do filtro-prensa mais 17,5% de cal ou Pista CAL 17,5 identificada

no laboratório de química simplesmente como Pista CAL

Semelhantemente e para os mesmos períodos após o lançamento identificadas

como Amostra pista CAL 1, Amostra pista CAL 2 e Amostra pista CAL 3.

Pista de torta do filtro-prensa mais 8% de cal mais 4% de Absorsol ou pista Pista

ABS + CAL, que substituíram as pistas exclusivamente com Absorsol como

acima explicado, tendo sido designadas por Amostra pista ABS + CAL 1 e

Amostra pista ABS + CAL 2 .

Em resumo as pistas e o intervalo de coleta das amostras foram os seguintes:

Amostra da pista Intervalo em dias após lançamento do lodo

CAL - 1 5

CAL - 2 10

CAL - 3 15

ABS - 1 5

ABS + CAL 1 5

ABS + CAL 2 10

72

Os resultados de laboratório referem-se as amostras coletadas nos dias seguintes:

Tabela 13: Datas das retiradas de amostras das pistas para caracterização

físico-química e microbiológica do material da plataforma

Pista Diasapóslançto.

Tabela Data % Umidade

%Sólidos

Cal-01 5Físico-química 14 04/06/1998 51,11 48,89Microbiológica 15 29/05/1998

Cal-02 10Físico-química 16 15/06/1998 50,11 49,89Microbiológica 17 15/06/1998

Cal-03 15Físico-química 18 24/06/1998 47,07 52,93Microbiológica 19 24/06/1998

ABS-01 5Físico-química 20 04/06/1998 58,24 41,76Microbiológica 21 29/05/1998

ABS + Cal 01 5Físico-química 22 15/06/1998 42,53 57,47Microbiológica 23 15/06/1998

ABS + Cal 02 10Físico-química 24 24/06/1998 58,05 41,95Microbiológica 25 24/06/1998

Nota: em negrito as concentrações de sólidos mínima e máxima (ambas coincidiram

com pistas que receberam o Absorsol).

73

4.2.3.1 Resultados das análises físico-químicas e microbiológicas de amostras de

lodo das pistas

Tabela 14: Análises físico-químicas na amostra da pista Cal-01 (NBR 10.004) Umidade: 51,11 % Laboratório Puriquima Ltda Laudo: 4/6/1998 – Amostra 9841

Massa Bruta LixiviadoParâmetros Resultados VMP Resultados VMP Ensaio de

Lixiviaçãomg/kg mg/kg mg/l mg/l

Óleos e Graxas 1,00% 5% x --- pH InicialAlumínio x --- x --- 12,62Arsênio <5 1000 <0,5 5Bário 254 --- 5,2 100 pH FinalBerílio <2 100 x --- 12,31Cádmio 3,2 --- 0,06 0,5Chumbo 62 ** <0,05 5 Massa daCobre 156 --- x --- AmostraCromo Total 156 --- <0,02 5 50gCromo Hexav. 5 100 x --- (base seca)Manganês x --- x ---Mercúrio 0,5 100 <0,01 0,1Prata 13 --- <0,01 5 Volume HAcSelênio <1 100 <0,5 1 0,5NSódio x --- x --- 200mlZinco 680 --- x ---Níquel 60 --- x ---Ferro x --- x --- Tempo deCianetos 0,195 1000 x --- ensaioCloretos x --- x --- 24hDureza x --- x ---Fenóis 16,2 10 x ---Fluoretos x --- <0,1 150Vanádio 20 1000 x ---Nitratos x --- x ---Sulfatos x --- x ---Surfactantes x --- x ---

Antimônio <2 --- x ---Cobalto 4 --- x ---Molibdênio 6 --- x ---

1- (**) = Limite para o chumbo em composto orgânicos = 100mg Pb/kg. eem compostos minerais = 1000 mg Pb/kg

2- VMP= Valores máximos permitidos.

74

Tabela 15: Análises microbiológicas na amostra da pista de Cal -01 Laboratório Puriquima LtdaLaudo: 29/5/1998 LP-781/1-98

AmostraColiforme

TotalNMP/100g

ColiformeFecal

NMP/100g

Salmonelaem25g

9841 <3 Ausente <3 Ausente Ausente

NMP - número mais provável; UFC - unidade formadora de colônia.17th ed. “STANDARD METHODS For the Examination of Water and

Wastewater”, APHA, AWWA, EPCF.

A torta na data da amostragem de 12/5/1998, foi considerada resíduo perigoso pelo

laudo do Laboratório Puriquima de 6/6/1998 (LP: 781/1-98) devido à liberação de

fenóis. Transcreve-se:

[...]o resíduo não atende os limites impostos pela norma 10.004, na massa bruta dos seguintes parâmetros:

MASSA BRUTA: fenol

Classificação:

O resíduo devido suas características obtidas nas análises físico-químicos dos ensaios realizados conforme a norma NBR 10.004 pode ser classificado como Classe I - resíduo sólido perigoso”

Disposição:

O resíduo deve ser acondicionado em tambores ou caçambas fechadas e identificadas como RESÍDUO SÓLIDO PERIGOSO e disposto em ATERRO INDISTRIAL Classe I ou INCINERADO, OU RECICLADO.

75

Tabela 16: Análises físico-químicas na amostra da pista Cal-02 (NBR 10.004)

Umidade: 50,11 % Laboratório Puriquima Ltda Laudo: 15/6/1998 – Amostra 10095

Massa Bruta LixiviadoParâmetros Resultados VMP Resultados VMP Ensaio de

Lixiviaçãomg/kg mg/kg mg/l mg/l

Óleos e Graxas 0,54% 5% x --- pH InicialAlumínio x --- x --- 12,67Arsênio <5 1000 <0,5 5Bário 460 --- 14,9 100 pH FinalBerílio <2 100 x --- 11,13Cádmio 3,2 --- <0,02 0,5Chumbo 146 ** <0,05 5 Massa daCobre 122 --- x --- AmostraCromo Total 148 --- 2,4 5 50gCromo Hexav. <1 100 x --- (base seca)Manganês x --- x ---Mercúrio <0,1 100 <0,001 0,1Prata 12 --- <0,01 5 Volume HAcSelênio <1 100 <0,5 1 0,5NSódio x --- x --- 200mlZinco 580 --- x ---Níquel 68 --- x ---Ferro x --- x --- Tempo deCianetos 0,158 1000 x --- ensaioCloretos x --- x --- 24hDureza x --- x ---Fenóis 6,088 10 x ---Fluoretos x --- <0,1 150Vanádio 20 1000 x ---Nitratos x --- x ---Sulfatos x --- x ---Surfactantes x --- x ---

Antimônio <2 --- x ---Cobalto 4 --- x ---Molibdênio 16 --- x ---

1- (**) = Limite para o chumbo em composto orgânicos = 100mg Pb/kg. eem compostos minerais = 1000 mg Pb/kg

2- VMP= Valores máximos permitidos.

76

Tabela 17: Análises microbiológicas na amostra da pista de Cal -02 Laboratório Puriquima LtdaLaudo: 15/6/1998 LP-867/1-98

AmostraColiforme

TotalNMP/100g

ColiformeFecal

NMP/100g

Salmonelaem25g

10095 <3 Ausente <3 Ausente Ausente

NMP - número mais provável; UFC - unidade formadora de colônia.17th ed. “STANDARD METHODS For the Examination of Water and

Wastewater”, APHA, AWWA, EPCF.

77

Tabela 18: Análises físico-químicas na amostra da pista Cal-03 (NBR 10.004) Umidade: 47,07 % Laboratório Puriquima Ltda Laudo: 24/6/1998 – Amostra 10200

Massa Bruta LixiviadoParâmetros Resultados VMP Resultados VMP Ensaio de

Lixiviaçãomg/kg mg/kg mg/l mg/l

Óleos e Graxas 1,06% 5% x --- pH InicialAlumínio x --- x --- 12,91Arsênio <5 1000 <0,5 5Bário 300 --- 13,0 100 pH FinalBerílio <2 100 x --- 12,97Cádmio 3,6 --- <0,02 0,05Chumbo 58 --- <0,05 5 Massa daCobre 134 --- x --- AmostraCromo Total 158 --- <0,02 5 50gCromo Hexav. 2 100 x --- (base seca)Manganês x --- x ---Mercúrio 0,4 100 <0,001 0,1Prata 14 --- <0,01 5 Volume HAcSelênio <1 100 <0,5 1 0,5NSódio x --- x --- 200mlZinco 660 --- x ---Níquel 70 --- x ---Ferro x --- x --- Tempo deCianetos <0,02 1000 x --- ensaioCloretos x --- x --- 24hDureza x --- x ---Fenóis 15,86 10 x ---Fluoretos x --- <0,1 150Vanádio 24 1000 x ---Nitratos x --- x ---Sulfatos x --- x ---Surfactantes x --- x ---

Antimônio 40 --- x ---Cobalto 8 --- x ---Molibdênio 14 --- x ---

1- (**) = Limite para o chumbo em composto orgânicos = 100mg Pb/kg. eem compostos minerais = 1000 mg Pb/kg

2- VMP= Valores máximos permitidos.

78

Tabela 19: Análises microbiológicas na amostra da pista de Cal -03 Laboratório Puriquima LtdaLaudo: 24/6/1998 LP-981/1-98

AmostraColiforme

FecalNMP/100g

Salmonelaem25g

10200 <3 Ausente Ausente

NMP - número mais provável; UFC - unidade formadora de colônia.17th ed. “STANDARD METHODS For the Examination of Water and

Wastewater”, APHA, AWWA, EPCF.

A torta na data da amostragem de 29/5/1998, foi considerada resíduo perigoso pelo

laudo do Laboratório Puriquima de 24/6/1998 (LP:918/1-98) devido à liberação de

fenóis. Transcreve-se:

[...]Os seguintes parâmetros ultrapassaram os valores máximo permitidos pela Norma 10004. Massa bruta: fenóis [....] o resíduo, devido suas características obtidas nas análises físico-químicas dos ensaios realizados conforme norma 10.004, pode ser calssificado como:

Classe I RESÍDUO SOLIDO PERIGOSO

Disposição:

O resíduo deve ser acondicionado em tambores ou caçambas fechadas e identificadas como RESÍDUO SÓLIDO PERIGOSO e disposto em ATERRO INDUSTRIAL Classe I ou INCINERADO, OU RECICLADO.

79

Tabela 20: Análises físico-químicas na amostra da pista ABS-01 (NBR 10.004) Umidade: 58,24 % Laboratório Puriquima Ltda Laudo: 4/6/1998 – Amostra 9842

Massa Bruta LixiviadoParâmetros Resultados VMP Resultados VMP Ensaio de

Lixiviaçãomg/kg mg/kg mg/l mg/l

Óleos e Graxas 1,23% 5% x --- pH InicialAlumínio x --- x --- 12,62Arsênio <5 1000 <0,5 5Bário 200 --- 3,7 100 pH FinalBerílio <2 100 x --- 12,31Cádmio 3,6 --- 0,04 0,5Chumbo 58 ** 0,3 5 Massa daCobre 144 --- x --- AmostraCromo Total 152 --- <0,20 5 50gCromo Hexav. 2 100 x --- (base seca)Manganês x --- x ---Mercúrio 0,7 100 <0,001 0,1Prata 13 --- <0,01 5 Volume HAcSelênio <1 100 <0,5 1 0,5NSódio x --- x --- 200mlZinco 640 --- x ---Níquel 60 --- x ---Ferro x --- x --- Tempo deCianetos <0,02 1000 x --- ensaioCloretos x --- x --- 24hDureza x --- x ---Fenóis 9,851 10 x ---Fluoretos x --- <0,1 150Vanádio 24 1000 x ---Nitratos x --- x ---Sulfatos x --- x ---Surfactantes x --- x ---

Antimônio <2Cobalto 4 --- x ---Molibdênio 8 --- x ---

1- (**) = Limite para o chumbo em composto orgânicos = 100mg Pb/kg. eem compostos minerais = 1000 mg Pb/kg

2- VMP= Valores máximos permitidos.

80

Tabela 21: Análises microbiológicas na amostra da pista de ABS -01 Laboratório Puriquima LtdaLaudo: 29/5/1998 LP-781/2-98

AmostraColiforme

TotalNMP/100g

ColiformeFecal

NMP/100g

Salmonelaem25g

9842 110.000 <3 Ausente Ausente

NMP - número mais provável; UFC - unidade formadora de colônia.17th ed. “STANDARD METHODS For the Examination of Water and

Wastewater”, APHA, AWWA, EPCF.

81

Tabela 22: Análises físico-químicas na amostra da pista ABS+Cal-01 (NBR 10.004) Umidade: 42,53 % Laboratório Puriquima Ltda Laudo: 15/6/1998 – Amostra 10096

Massa Bruta LixiviadoParâmetros Resultados VMP Resultados VMP Ensaio de

Lixiviaçãomg/kg mg/kg mg/l mg/l

Óleos e Graxas 1,04% 5% x --- pH InicialAlumínio x --- x --- 12,67Arsênio <5 1000 <0,5 5Bário 580 --- 15,9 100 pH FinalBerílio <2 100 x --- 11,13Cádmio 4,0 --- <0,02 0,5Chumbo 46 ** 0,60 5 Massa daCobre 154 --- x --- AmostraCromo Total 140 --- <0,02 5 50gCromo Hexav. <1 100 x --- (base seca)Manganês x --- x ---Mercúrio <0,1 100 <0,001 0,1Prata 13 --- <0,01 5 Volume HAcSelênio <1 100 <0,5 1 0,5NSódio x --- x --- 200mlZinco 640 --- x ---Níquel 80 --- x ---Ferro x --- x --- Tempo deCianetos 0,258 1000 x --- ensaioCloretos x --- x --- 24hDureza x --- x ---Fenóis 15,43 10 x ---Fluoretos x --- <0,1 150Vanádio 20 1000 x ---Nitratos x --- x ---Sulfatos x --- x ---Surfactantes x --- x ---

Antimônio <2Cobalto 4 --- x ---Molibdênio 10 --- x ---

1- (**) = Limite para o chumbo em composto orgânicos = 100mg Pb/kg. eem compostos minerais = 1000 mg Pb/kg

2- VMP= Valores máximos permitidos.

82

Tabela 23: Análises microbiológicas na amostra da pista de ABS + Cal -01 Laboratório Puriquima LtdaLaudo: 15/6/1998 LP-867/2-98

AmostraColiforme

TotalNMP/100g

ColiformeFecal

NMP/100g

Salmonelaem25g

10096 <3 Ausente <3 Ausente Ausente

NMP - número mais provável; UFC - unidade formadora de colônia.17th ed. “STANDARD METHODS For the Examination of Water and

Wastewater”, APHA, AWWA, EPCF.

A torta na data da amostragem de 27/5/1998, foi considerada resíduo perigoso pelo

laudo do Laboratório Puriquima de 6/6/1998 (LP: 867/2-98) devido à liberação de

fenóis. Transcreve-se:

[...]o resíduo não atende os limites impostos pela norma 10.004, na massa bruta com relação ao parâmetro fenol

Classificação:

O resíduo devido suas características obtidas nas análises físico-químicos dos ensaios realizados conforme a norma NBR 10.004 pode ser classificado como Classe I - resíduo sólido perigoso”

Disposição:

O resíduo deve ser acondicionado em tambores ou caçambas fechadas e identificadas como RESÍDUO SÓLIDO PERIGOSO e disposto em ATERRO INDISTRIAL Classe I ou INCINERADO, OU RECICLADO.

83

Tabela 24: Análises físico-químicas na amostra da pista ABS + Cal-02 (NBR 10.004)

Umidade: 58,08 % Laboratório Puriquima Ltda Laudo: 24/6/1998 – Amostra 10201

Massa Bruta LixiviadoParâmetros Resultados VMP Resultados VMP Ensaio de

Lixiviaçãomg/kg mg/kg mg/l mg/l

Óleos e Graxas 1,07% 5% x --- pH InicialAlumínio x --- x --- 12,91Arsênio <5 1000 <0,5 5Bário 220 --- 10,0 100 pH FinalBerílio <2 100 x --- 12,97Cádmio 3,6 --- <0,02 0,05Chumbo 130 --- <0,05 5 Massa daCobre 142 --- x --- AmostraCromo Total 150 --- <0,02 5 50gCromo Hexav. 2 100 x --- (base seca)Manganês x --- x ---Mercúrio 0,3 100 <0,001 0,1Prata 14 --- <0,01 5 Volume HAcSelênio <1 100 <0,5 1 0,5NSódio x --- x --- 200mlZinco 600 --- x ---Níquel 64 --- x ---Ferro x --- x --- Tempo deCianetos 0,116 1000 x --- ensaioCloretos x --- x --- 24hDureza x --- x ---Fenóis 6,324 10 x ---Fluoretos x --- <0,1 150Vanádio 12 1000 x ---Nitratos x --- x ---Sulfatos x --- x ---Surfactantes x --- x ---

Antimônio 40Cobalto 6 --- x ---Molibdênio 10 --- x ---

1- (**) = Limite para o chumbo em composto orgânicos = 100mg Pb/kg. eem compostos minerais = 1000 mg Pb/kg

2- VMP= Valores máximos permitidos.

84

Tabela 25: Análises microbiológicas na amostra da pista de ABS + Cal-02 Laboratório Puriquima LtdaLaudo: 24/6/1998 LP-918/2-98

AmostraColiforme

FecalNMP/100g

Salmonelaem25g

10201 <3 Ausente Ausente

NMP - número mais provável; UFC - unidade formadora de colônia.17th ed. “STANDARD METHODS For the Examination of Water and

Wastewater”, APHA, AWWA, EPCF.

85

4.2.4 Construção das pistas experimentais com as tortas de filtro-prensa

précondicionadas com cal e cloreto férrico

Como indicado no item 4.1.3, as dosagens de 7% de Absorsol para as pistas ABS a partir

das 100 toneladas de torta da pilha E e de 17,5% de cal para as pistas CAL a partir das

100 t da pilha F foram feitas com auxilio do misturador ilustrado nas fotos 7 a 9 daquele

item.

As fotos das Figuras 16 a 18 mostram detalhes da descarga da torta já misturada ao

Absorsol ou a cal, no momento da saída do equipamento misturador de aditivos no lodo.

Nas Figuras 19, 21 e 23 pode ser notado o desprendimento de amônia no lodo

descarregado. Como já mencionado no item 3.1, o gás de amônia pode ser sufocante e

de extrema irritação aos olhos, garganta e trato respiratório, podendo ocorrer desde

suaves irritações a severas lesões devido a sua ação cáustica alcalina. Exposições a altas

concentrações – a partir de 2500 ppm por um período de 30 min. –  podem ser fatais.

(Total Química, 2001).

A Figura 20 mostra como a adição de 17,5% de cal acelera a secagem do lodo,

comparando a coloração de duas pilhas, antes e após o acréscimo do aditivo.

As Figuras 21 e 22 mostram o inicio do espalhamento das tortas para formar as pistas e

as duas pistas já concluídas, uma tendo recebido Absorsol e a outra cal.

A Figura 23 torna a mostrar o desprendimento da amônia quando da construção da pista

com 17,5% de cal virgem adicional na torta.

86

87

Figura 16 Descarga da torta mais Absorsol do misturador especial

Figura 17 Aspecto da torta misturada com o aditivo mineral logo após a descarga do misturador

88

Figura 18: Descarga da torta misturada com 17,5% de cal no misturador.

Figura 19: Lodo com 17,5% de cal virgem notando-se desprendimento de amônia onde indicado, após cerca de 15 minutos da mistura.

Amônia

89

Figura 21: Espalhamento do lodo no inicio de construção das pistas

Figura 20: Mistura com 17,5% de cal. Notar, pela diferença de coloração, a rápida secagem (cerca de 1 hora)

90

Pista com Absorsol

Pista com Cal

Figura 22: Aspecto das pistas construídas com as pilhas E e F, respectivamente à esquerda e a direita da foto.

Figura 23: Pista experimental com torta de filtro prensa e 17,5% de cal virgem notando-se desprendimento de amônia após passagem do trator de esteira D-4.

4.2.5 Estudos geotécnicos nas pistas feitas a partir das tortas de lodo

précondicionadas com cal e cloreto férrico

O principal objetivo dos estudos geotécnicos foi o de obter uma avaliação do

comportamento mecânico da torta de filtro-prensa após diversos condicionamentos,

visando sua disposição e compactação em camadas sucessivas e sobrepostas, ou seja, na

construção de aterro exclusivo previsto no plano diretor de lodos.

A partir de amostras retiradas das pistas foram realizados ensaios de resistência à

compressão simples (CS), Índice de Suporte Califórnia (ISC) e percentual de massa seca

(MS) representando-se graficamente os resultados que forem obtidos.

As pistas foram compactadas com sapo mecânico e um mês após o lançamento

suportavam o tráfego de veículos sem deformação. Uma pequena deformação durante o

lançamento foi interpretada como uma compactação desejável durante a construção, e

tida como aceitável visto que não foi exagerada.

4.2.5.1 Ensaios de resistência à compressão simples

As amostras para o ensaio de compressão simples foram retiradas antes do espalhamento

do lodo pelo trator, escavando-se as tortas descarregadas para preenchimento dos

cilindros como indicam as Figuras 24 e 25.

91

92

Figura 24: Retirada de amostra para ensaio de compressão simples antes do espalhamento da pista lodo + 17,5% de cal (temperatura 800 C)

Figura 25: Cilindros para envio ao laboratório de solos

A Figura 26 mostra como variou a resistência a compressão simples no intervalo de 0 a

40 dias para as quatro pistas experimentais construídas.

Durante o período de recompactação seguido de amostragem geotécnica, os resultados

mais favoráveis de resistência à compressão simples foram obtidos na pista construída

com a mistura da torta precondicionada com cal que recebeu 17,5% de cal adicional.

Usando-se Absorsol como único aditivo os resultados de resistência à compressão

simples foram nulos, mesmo após 40 dias da recompactação da pista.

93

Figura 26: Variação da resistência à compressão simples de 0 a 40 dias

Fonte: Adaptado de Alphageos, 1998

94

7%SiAl

4.2.5.2 Ensaios de determinação do Índice Suporte Califórnia

As Figuras 27 e 28 mostram como foi feita a coleta de amostra para o Ensaio do Índice

Suporte Califórnia após espalhamento pelo D-4, seguindo as recomendações da NBR

9.895 de 1.987, para as pistas construídas com as quatro dosagens e aditivos já

mencionados.

95

96

Figura 27: Coleta de amostra da pista com 17,5% de cal, após

espalhamento da torta pelo D – 4, para o ensaio de ISC.

Figura 28: Coleta de amostra para o ensaio de ISC

A Figura 29 mostra, desde de 0 até 40 dias, como variou o índice suporte Califórnia nas

quatro pistas.

Os ISC obtidos mostram que os melhores resultados foram os da pista construída com

17,5% de cal, uma vez que conseguiram resultados aceitáveis após 7 dias da construção.

Mostram também que resultados aceitáveis poderiam ser conseguidos a um custo menor

com sacrifício do prazo, usando-se apenas 5% de cal ou 8% de cal e 4% de Absorsol,

ambos oferecendo resultados aceitáveis após cerca de 17 dias e tendência de resultados

cada vez mais favoráveis em prazos maiores, para a primeira mistura de forma continua

e para a segunda, ISC maiores após 23 dias. O uso exclusivo do Absorsol não ofereceu

resultados favoráveis.

97

Figura 29: Variação do ISC de 0 a 40 dias

Fonte: Adaptado de Alphageos, 1998

A Figura 30 mostra o acompanhamento da umidade das pistas, de 0 a 40 dias.

Como se observa pela evolução da umidade, a pista que recebeu exclusivamente

Absorsol obteve um acréscimo de 5 pontos na concentração de sólidos aos 10 dias, e as

demais, com ou sem Absorsol, aos 15 dias. Após 35 dias observou-se um aumento de 7

pontos na concentração de sólidos da pista construída usando apenas Absorsol e de 5

pontos na que recebera 17,5% de cal.

98

Figura 30: Variação da massa seca da torta nas pistas, de 0 a 40 dias.

Fonte: Adaptado de Alphageos, 1998

4.2.5.3 Resistência ao tráfego de veículos

A futura situação de resistência ao tráfego durante a construção foi simulada pela

passagem de veículos e de um trator de esteiras D – 4 sobre as pistas experimentais.

As pistas foram compactadas com sapo mecânico seis dias após o lançamento das várias

misturas de lodo com condicionantes, antes e depois do espalhamento com o trator.

99

Figura 31: Pista com 7% de Absorsol mostrando baixa resistência ao

tráfego da esteira de um trator D – 4.

100

Figura 32: Tentativa de compactação da pista com 7% de Absorsol

Figura 33: Pista com 17,5% de cal virgem após espalhamento e compactação.

101

Figura 35: Pista de tortas de lodo com 8% de cal e 4% de Absorsol 30 dias após a compactação

Figura 34: Compactação da pista com 8% de cal e 4% de Absorsol

4.2.6 Coleta de amostras para tortas précondicionadas com polímero

Como já mencionado, o précondicionamento do lodo digerido anaerobiamente foi

alterado em fins de 1998, tendo passado a receber exclusivamente polímeros em vez de

cal e cloreto férrico. Posteriormente, em dezembro de 2001, voltou a receber também

cloreto férrico juntamente com polímeros (vide item 3.4). Os testes realizados em 1999,

objeto dos itens seguintes, dizem respeito aos estudos de laboratório feitos quando

apenas polímeros foram usados antes do filtro-prensa. Os ensaios de campo não

prosseguiram até a fase de pistas experimentais porque os resultados obtidos no

laboratório revelaram que a retirada da cal no précondicionamento traria inviabilidade de

suporte pelo menos até a dosagem máxima de cal anteriormente pós-adicionada de

17,5% em peso.

Deve também ser lembrado que para a mesma dosagem em peso (17,5% CaO / ST) o

consumo de cal virgem já seria maior para as tortas atuais mais úmidas, porque o mesmo

peso só seria alcançado com volumes maiores de lodo.

A amostragem para os estudos assumiu algumas simplificações de metodologia

fundamentando-se na grande homogeneidade da torta que havia sido constatada quando

feita a coleta e análise de amostras das tortas précondicionadas com cal em 1998. O

escopo das verificações foi limitado aos estudos geotécnicos de laboratório.

Foram colhidas nove amostras com cerca de 30 kg cada de uma descarga do filtro

prensa, mantidas em recipientes fechados para evitar perda de umidade até a chegada ao

laboratório.

4.2.7 Ensaios de laboratório a partir das tortas de lodo précondicionadas com

polímero

No laboratório foram realizadas as seguintes operações:

102

mistura com cal virgem, nas proporções de 5%, 10%, 15% e 20%, (peso de cal /

peso da torta);

preparação (em duplicata) de corpos de prova na data de retirada das amostras

para ensaios de resistência à compressão simples e determinação do índice de

suporte Califórnia, nas misturas cal /amostra de 0%, 5%, 10%, 15% e 20%;

preparação dos corpos de prova, nas mesmas condições anteriores, para as idades

de 5, 14 e 21 dias da amostragem;

As amostras de torta foram misturadas com cal virgem com os seguintes porcentuais em

peso seguintes:

Cal virgem adicional misturado às tortas précondicionadas com polímero

0%

5%

10%

15%

20%.

As cinco amostras resultantes foram acondicionadas em tambores que permaneceram

fechados ate as datas de execução dos ensaios programados.

Durante e após a adição de cal foram efetuadas medições da temperatura das amostras,

encontrando-se os seguintes resultados:

103

Tabela 26: Temperaturas das amostras de lodo decorrentes da adição de cal

virgem

Tempo após a mistura

Acréscimo porcentual de cal virgem

5% 10% 15% 20%

2 horas 500C 550C 550C 650C

3 horas 500C 550C 600C 700C

Embora o pH não tenha sido determinado, a conservação da temperatura de 700C por 30

minutos ou mais garante a pasteurização do lodo, tratando-se de processo aceito pela

Cetesb para produção de biossólido classe A. Quanto ao pH 12, a norma norte-

americana admite que haja estabilização necessária para o lodo ser classificado como B

se a quantidade de cal adicionada fizer o pH subir até 12, ou mais, no máximo em duas

horas, sem especificar quanto tempo deve permanecer igual a 12. A norma da Cetesb

exige que o pH suba até 12 e fique em 12, ou mais, pelo menos durante duas horas

(Santos, 2001). No caso, as amostras voltaram para a temperatura ambiente em menos

de 12 horas após a adição de cal virgem.

A Figura 36 mostra a torta preparada com polímero e misturada com cal no piso do

laboratório, para inicio dos ensaios geotécnicos.

104

4.2.7.1 Ensaios de resistência à compressão simples

Para execução dos ensaios pela NBR 12.770, 1992, foram preparados corpos-de-prova

cilíndricos, em duplicata, para as misturas de torta mais cal para cada uma das condições

seguintes:

Mistura de cal a 0, 5, 10, 15 e 20% com a torta a 0 dias

Mistura de cal a 0, 5, 10, 15 e 20% com a torta a 5 dias

Mistura de cal a 0, 5, 10, 15 e 20% com a torta a 14 dias

Mistura de cal a 0, 5, 10, 15 e 20% com a torta a 21 dias.

105

Figura 36: Torta preparada com polímero misturada com cal no laboratório

Totalizando assim 40 corpos de prova para 40 ensaios. A Figura 37 mostra o aspecto dos

corpos de prova, já rompidos, com porcentagens diferentes de cal. As figuras seguintes,

diversas ações no laboratório que ocorreram entre as Figuras 36 e 40.

106

Figura 37: Da esquerda para a direita corpos de prova, rompidos, com 5%, 10% e 20% de cal

107

Figura 38: Colocação da amostra em cilindro para moldar o corpo de prova

108

Figura 39: Rompimento de corpo de corpo de prova com 5% de cal, sendo mostrado o anel dinamométrico utilizado para determinar os esforços aplicados.

109

Figura 40: Rompimento de corpo de prova com 20% de cal

A Figura 41 mostra graficamente a média dos resultados da resistência à compressão

simples de dois ensaios por amostra das dosagens indicadas de cal adicional.

Pode ser observado que as dosagens mais elevadas de cal (15% e 20%) obtiveram uma

resistência a compressão simples sempre superior a 0,4 kgf/cm2 no período de 21 dias.

Entretanto, também pode ser notado que a tendência de todas as curvas é de nítida

diminuição dos valores da resistência com a passagem dos dias, podendo-se prever,

resultados inferiores na extrapolação de poucos dias, certamente menos de uma semana,

bastando observar as curvas da Figura 41.

Os resultados permitem concluir não ser viável a construção do aterro exclusivo com

tortas précondicionadas com polímero, com fundamento neste indicador

110

Figura 41: Ensaio de compressão simples para dosagens diversas de cal nas tortas précondicionadas com polímerosFonte: Adaptado de Alphageos, 1999

4.2.7.2 Ensaios de determinação do Índice Suporte Califórnia

Os ensaios foram realizados conforme a NBR 9.895 de junho de 1.987 – Solo – Índice

de Suporte Califórnia. Foram preparados corpos-de-prova cilíndricos, em duplicata, para

as misturas de torta mais cal para cada uma das condições seguintes, da mesma forma

que foi realizada anteriormente para os ensaios de compressão simples:

Mistura de cal a 0, 5, 10, 15 e 20% com a torta a 0 dias

Mistura de cal a 0, 5, 10, 15 e 20% com a torta a 5 dias

Mistura de cal a 0, 5, 10, 15 e 20% com a torta a 14 dias

Mistura de cal a 0, 5, 10, 15 e 20% com a torta a 21 dias

Resultando, como antes, em 40 corpos de prova para 40 ensaios. As fotos na seqüência

ilustram as atividades desenvolvidas no laboratório.

111

112

Figura 42: ISC: Colocação da amostra homogeneizada no molde cilíndrico

113

Figura 43: ISC: Compactação da amostra com peso e altura de queda conforme especificação do ensaio.

114

Figura 44: ISC: Preparação da amostra para a pesagem

Figura 45: Pesagem do molde cilíndrico contendo a amostra

115

Figura 46: Amostra sendo prensada com destaque para o pistão de penetração

A Figura 47 mostra graficamente a média dos resultados da determinação do ISC para

dois ensaios por amostra das dosagens indicadas pela legenda de cal adicional.

Observa-se que para todas dosagens de cal virgem na torta até 20% ST obtém-se um ISC

decrescente com o tempo e terminando abaixo de 2 kgf/cm2 após 21 dias, o que indica

não ser viável a construção de um aterro exclusivo de tortas de filtro-prensa

précondicionadas com polímero, mesmo com adições de cal em peso de até 20%.

4.2.7.3 Resumo dos ensaios geotécnicos de laboratório com as tortas de

filtro prensa précondicionadas com polímeros para várias dosagens

de cal

A Tabela 27 mostra os resultados, para duas amostras, dos ensaios geotécnicos

realizados com a torta condicionada com polímeros.

116

Figura 47: Ensaio de determinação do ISC para dosagens diversas de cal nas tortas précondicionadas com polímerosFonte: Adaptado de Alphageos, 1999

117

Tabela 27 Média dos resultados para duas amostras dos ensaios de compressão simples e ISC para tortas précondicionadas com polímeros

Amostras 1 e 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2

Densidade úmida g/cm3 1,107 1,105 1,106 1,11 1,146 1,128 1,172 1,179 1,176 1,249 1,276 1,263 1,086 1,231 1,159Concentração de sólidos 40,8% 41,3% 41,1% 44,4% 46,1% 45,3% 56,2% 54,9% 55,6% 56,7% 64,0% 60,4% 56,8% 63,4% 60,1%

Indice de Suporte California kgf/cm2 0,3 0,4 0,350 1,3 1,5 1,400 2,9 2,7 2,800 2,4 2,5 2,450 2,9 3,1 3,000

Resistência à Compressão Simples kg/cm2 0,14 0,14 0,140 0,59 0,63 0,610 0,99 0,95 0,970 1,08 1,04 1,060 1,35 1,26 1,305

Densidade úmida g/cm3 1,087 1,096 1,092 1,17 1,173 1,172 1,253 1,236 1,245 1,248 1,258 1,253 1,282 1,279 1,281Concentração de sólidos 36,3% 36,2% 36,3% 46,7% 46,8% 46,8% 69,8% 58,3% 64,1% 56,3% 56,4% 56,4% 64,4% 66,7% 65,6%

Indice de Suporte California kgf/cm2 0,12 0,05 0,085 0,59 0,54 0,565 1,83 1,98 1,905 1,38 2,03 1,705 2,72 3,11 2,915

Resistência à Compressão Simples kg/cm2 0 0,14 0,070 0,27 0,32 0,300 0,9 0,9 0,900 1,08 1,04 1,060 1,62 1,58 1,600

Densidade úmida g/cm3 1,07 1,08 1,075 1,176 1,18 1,178 1,254 1,248 1,251 1,275 1,265 1,270 1,275 1,269 1,272Concentração de sólidos 64,5% 65,1% 64,8% 47,8% 48,0% 47,9% 58,5% 58,2% 58,4% 64,4% 63,9% 64,2% 66,2% 65,9% 66,1%

Indice de Suporte California kgf/cm2 0 0 0,000 0,5 0,5 0,500 1,3 1,2 1,250 1,3 1,3 1,300 2,2 2,4 2,300

Resistência à Compressão Simples kg/cm2 0,05 0,05 0,050 0,14 0,14 0,140 0,51 0,49 0,500 0,71 0,73 0,720 1,11 1,15 1,130

Densidade úmida g/cm3 1,156 1,152 1,154 1,176 1,18 1,178 1,25 1,263 1,257 1,252 1,26 1,256 1,29 1,278 1,284Concentração de sólidos 38,0% 37,8% 37,9% 45,2% 45,4% 45,3% 58,2% 58,8% 58,5% 71,9% 72,4% 72,2% 67,2% 66,5% 66,9%

Indice de Suporte California kgf/cm2 0,2 0,2 0,200 0,4 0,6 0,500 0,9 0,9 0,900 0,8 1 0,900 1,9 1,3 1,600

Resistência à Compressão Simples kg/cm2 0,09 0,09 0,090 0,19 0,17 0,180 0,39 0,33 0,360 0,42 0,48 0,450 0,6 0,66 0,630Fonte: Adaptado de Alphageos 1999

0% 5% 10% 15% 20%média média média média média

Dosagens de cal virgem

Dat

a 0

A

5 d

ias

A 1

4 d

ias

A 2

1 d

ias

Como pode ser observado, para todas dosagens houve uma diminuição da resistência à

compressão simples após os cinco dias e do ISC desde o início, terminando aos 21 dias,

para a maior dosagem experimentada (21% de cal virgem em base seca das tortas do

filtro) com o a resistência de 0,63 kg/cm2 e o ISC de 1,6 kgf/cm2.

Construir os aterros exclusivos com tortas précondicionadas com polímero se apresenta

como desaconselhável, menos pelos valores alcançados aos 21 dias do que pela

tendência de diminuição de ambos indicadores com a passagem do tempo, o contrario do

que seria desejável para a viabilidade construtiva da obra.

118

5. RESULTADOS

1. Os ensaios geotécnicos nas pistas construídas com tortas précondicionadas com

cal mostraram que os aterros exclusivos poderiam ser construídos com adoção de

17,5% de cal virgem em peso.

2. Os ensaios revelaram que se a porcentagem de cal fosse diminuída para 8% e se

fosse adicionado 4% de Absorsol à mistura com as tortas as pistas ainda

poderiam ser construídas. Os gráficos mostraram tendência de aumento dos

indicadores de resistência ao tráfego com a passagem do tempo e a resistência foi

comprovada com tráfego após um mês da construção (Figuras 33 e 34).

3. Foi também verificado que o uso do Absorsol evitou o desprendimento de

amônia, quer na mistura com o lodo, quer no lançamento e compactação das

tortas nas pistas pelo trator D- 4.

4. Os ensaios de laboratório mostraram que não seria viável construir pistas

experimentais com as tortas do filtro-prensa depois que polímeros passaram a ser

usados no seu précondicionamento. Construir os aterros exclusivos com essas

tortas seria desaconselhável pela tendência de diminuição dos valores doa

resistência a compressão simples e do ISC com a passagem do tempo, verificada

para dosagens de até 20% de cal (base seca), o contrario do que seria desejável

para a viabilidade construtiva da obra.

5. Foi constatado que o emprego de polímeros em vez de cal foi capaz de diminuir a

taxa de produção de lodo por metro cúbico por segundo de esgotos tratados de

19,66 para 13,25 toneladas/dia (base seca), ou seja de 32,6%, comparando-se

dados do biênio 1993/94 com o de 1999/2000.

119

6. A constituição físico-química das amostras R, E, F, Cal-01, Cal-02, Cal-03, Abs-

01, Abs+Cal-01 e Abs+Cal-02, quando comparadas com os parâmetros de

concentração máximas de metais permissíveis para uso agrícola pela legislação

norte-americana, indicam que as tortas de lodo produzidas, com ou sem aditivos

adicionais, podem ser usadas na agricultura, como indicado na Tabela 28, exceto

pela ressalva feita no item 7 da presente discriminação de resultados.

Tabela 28: Comparação da qualidade físico-química das amostras de torta précondicionada com cal e cloreto férrico, antes e depois da mistura com aditivos adicionais

Par

âmet

ros

Máximopela

“40 CFR Part 503”

Amostras antes de aditivos adicionais

Amostras das pistas, após aditivos adicionais(seria a qualidade no aterro exclusivo)

R E FCal 01

Cal 02

Cal 03

Abs 01

Abs + Cal 01

Abs + Cal 02

mg/kg em base

seca

Mg do elemento/kg de lodo em base seca, transformado o resultado para a massa bruta (NBR 1004)

considerando a umidade da amostra (*)

AsCdCuPbHgMoSeZn

7585

430084057754201007500

<12,5104502051,220230<2,51800

<12,57

4301601,520180<2,51900

<12,57,34001561,016177<2,61716

<106,43121241,012120<2

1360

<106,4244292<0,232136<2

1160

<107,22681160,828140<2

1320

<12,59,03601451,720150<2,51600

<11,59,2354105<0,323184<2,31472

<128,63413120,7241542,3

1440(*) Resultados para os metais listados, determinados na massa bruta para atender a NBR 10.004, que

se encontram nas Tabelas 5, 8, 11, 14, 16, 18, 20, 22 e 24, divididos por (100% -% Umidade) = % Sólidos, para serem expressos em base seca e poderem ser comparados com os limites da legislação norte-americana (ou da Cetesb, P-4230 de 1999, que são iguais)

7. Verificou-se que amostras das pistas CAL 01 e CAL 03 possuíam concentrações

de fenóis de 16,20 e 15,86 mg/kg respectivamente, portanto acima do admissível

para a classe II da NBR 10004, bem como a amostra da pista ABS + CAL 01,

com 15,43 mg/kg de fenóis. O limite para a classe II da NBR 10.004 é de 10

mg/kg. O resíduo destas pistas foi classificado pelo laboratório como perigoso.

120

8. A patogenicidade das amostras R, E, F, Cal-01, Cal-02, Cal-03, Abs-01,

Abs+Cal-01 e Abs+Cal-02 foi verificada em relação aos indicadores coliformes

fecais e Salmonellas sp.

Foi feita a comparação com a densidade de microrganismos admissíveis para uso

irrestrito do lodo (classe A) e uso com restrições de taxas de aplicação, culturas e

acesso publico (classe B) da 40 CFR Part 503 norte-americana. Os resultados

desta comparação encontram-se na Tabela 29.

Tabela 29: Qualidade microbiológica das amostras de torta précondicionada com cal e cloreto férrico, antes e depois da mistura com aditivos adicionais (base seca)

Cl

as

se Parâmetros

de controle e limites da 40

CFR Part 503

Amostras antes de aditivos adicionais

Amostras das pistas, após aditivos adicionais(seria a qualidade no aterro exclusivo)

R E FCal 01

Cal 02

Cal 03

Abs 01

Abs + Cal 01

Abs + Cal 02

A

Coliformes fecais < 1000 NMP/g

Salmonellas< 3 /4g

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

B Coliformes

fecais< 2.000.000

NMP/g1 0 0 0 0 0 0 0 0

121

Foi efetuada uma amostragem para confirmação dos resultados, com 10

amostras, sendo as amostras 1, 3 e 4 na pista CAL, amostras 2, 5, 6 e 7 na ABS e

3, 8, 9 e 10 na pista ABS + CAL. Os resultados encontram-se na Tabela 30:

122

Tabela 30: Confirmação dos resultados da qualidade microbiológica das amostras de torta précondicionada com cal e cloreto férrico, antes e depois da mistura com aditivos adicionais (base seca)

Parâmetrosde

Controle

Amostras

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Colif. fecais 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Salmonelas

spAusên

ciaAusên

ciaAusên

cia--- --- --- --- --- --- ---

9. No ensaio de resistência à compressão simples os resultados mais favoráveis

foram obtidos com 17,5% de cal adicional na amostra, quando, após 5 dias, foi

obtido o mínimo requerido de 0,4 kgf/cm2. Usando-se 5% de cal adicional este

resultado foi conseguido após duas semanas. Com 8 % de cal e 4% de Absorsol

houve acréscimo da resistência à compressão simples com o tempo, mas o

mínimo requerido não foi alcançado. Com uso exclusivo de apenas 7% de

Absorsol não houve resistência à compressão.

10. No ensaio de determinação do Índice Suporte Califórnia, a pista construída com

17,5% de cal alcançou o índice mínimo de resistência pré-estabelecido (0,4

kgf/cm2) em cinco dias. Usando-se 5% de cal ou 8% de cal e 4% de Absorsol,

este indicador foi atingido após cerca de 17 dias. Dentro do período de

observação das pistas de 0 a 40 dias, para a mistura com 5% de cal os resultados

do ISC foram continuamente crescentes com o tempo. Para a pista construída

com 8% de cal e 4% de Absorsol, a tendência de crescimento do ISC apareceu

após 23 dias. O uso exclusivo do Absorsol não apresentou resultados favoráveis.

11. A taxa de decréscimo da umidade nas pistas foi mais rápida na que recebeu

exclusivamente 7% de Absorsol, tendo sido observado um acréscimo de cinco

pontos na concentração de sólidos após 10 dias. Foram necessários 15 dias para

que as outras pistas obtivessem cinco pontos de acréscimo em suas respectivas

concentrações de sólidos iniciais. Em 35 dias houve um aumento de 7 pontos na

123

concentração de sólidos da pista construída usando somente Absorsol e de 5

pontos na construída com 17,5% de cal como aditivo.

12. Foi observado desprendimento de amônia como conseqüência da mistura das

tortas com 5% e com 17,5% de cal, tanto na preparação da mistura (Figura 18)

como no seu lançamento (Figuras 20 e 22), com os riscos associados tendo sido

apontados na tese. Foi também notado que o desprendimento do gás aumentava

com o aumento da dosagem de cal adicionado na mistura para a pista. Houve

mau cheiro e atração de vetores (insetos). Não foi observada a ocorrência do gás

associado ao uso do Absorsol, seja durante a mistura seja quando do lançamento

e compactação das tortas na pista.

124

6. DISCUSSÃO

Na RMSP, o condicionamento das tortas de filtro prensa com cal continua sendo feito na

ETES ABC e Suzano para lodos digeridos anaerobiamente e na ETE Parque Novo

Mundo como forma de estabilizar e diminuir a umidade do lodo flotado.

Considerando que todas as tortas têm como destinos prioritários programados ou a

agricultura ou o aterro exclusivo, os resultados dos experimentos desta tese, realizados

na ETE Barueri, são aplicáveis para as três depuradoras acima e neste particular é

importante chamar a atenção para:

todas amostras colhidas diretamente das tortas précondicionadas com cal foram

classe II;

quando três amostras foram misturadas com 17,5% de cal a concentração de

fenóis ficou acima do limite para a classe II e o lodo foi classificado como

resíduo perigoso, classe I;

o mesmo ocorreu com uma outra amostra de duas outras que receberam 8% de

cal e 4% de Absorsol, existindo a possibilidade de que a razão pela qual uma

delas não tenha concentrado fenóis na massa bruta tenha sido os 4% de Absorsol.

ficou evidenciado que a cal virgem contribuiu para aumentar a concentração de

fenóis.

Pode ser concluído que tortas de lodo condicionadas com cal algumas vezes passarão de

resíduo não inerte, não perigoso (classe II) para resíduo perigoso, classe I. Para cumprir

125

a legislação vigente deverão ser acondicionadas em tambores para disposição confinada

especial, incineradas ou dispostas em aterros industriais classe 1.

O aterro exclusivo da Sabesp foi projetado obedecendo ao prescrito para um aterro

classe I (vide página 3), de tal modo que tais lodos poderiam ser dispostos no aterro

exclusivo. Por outro lado, como indicado no item 4.2.2.1 (página 66), a presença de

fenóis não é considerada impeditiva para o uso agrícola nem pela P 4.230 da Cetesb

(1999), nem pela 40 CFR Part 503 (rev. 1997), donde parece imprescindível a

responsabilidade de dispor o resíduo de forma ambientalmente adequada,

independentemente das normas vigentes, sem prejuízo de se propor a atualização da

prática lá recomendada.

Conclui-se que o aterro exclusivo ou não, para estar apto a receber o lodo condicionado

com cal virgem deverá ser aterro classe I.

Pelos valores obtidos, considerando-se os parâmetros de controle de patógenos, a torta

do filtro-prensa da ETE - Barueri poderia ser classificada como classe A. Para que possa

ser comercializada livremente, ensacada ou a granel, para aplicação em jardins e

gramados sem restrições de acesso ao público nas áreas aplicadas, é necessário que o

lodo seja resultante de um processo PFRP (Process to Further Reduce Pathogens) ou

processo de redução avançada de patógenos, o que não ocorre na ETE - Barueri. Deve

ser ressaltado que a norma P 4230 da Cetesb, que ainda não havia sido promulgada à

época da presente pesquisa, impede a venda mesmo que o lodo obtenha a classificação A

por medida de precaução (Cetesb, 12/99).

Como lodo classe B pode ser aplicado a granel em áreas que tem acesso público

controlado, como é o caso dos reflorestamentos e de cultivos particulares, especialmente

de grãos.

126

Foi observado que a torta que não recebeu cal adicional, apenas Absorsol, ganhou em

trabalhabilidade e permeabilidade, características desejáveis para o uso agrícola, como

discorrido no item 1.5. Esta mesma torta não poderia ser disposta no aterro exclusivo,

pois não ofereceu capacidade mensurável de suporte ao tráfego pelos indicadores

usados.

O teor de cal virgem necessário ao condicionamento do lodo dos filtros-prensa da ETE –

Barueri, quando précondicionandos com cal, pode ser inferior ao sugerido nos estudos

do plano diretor (17,5%), como indicado pela curva de variação do índice quando a

dosagem foi de 5% apenas.

O Índice de Suporte Califórnia é freqüentemente usado para avaliar a capacidade de

suporte do solo com sua umidade natural, e a decisão entre escavar e substituir o solo

para construção da rodovia ou usá-lo como sub-base é norteada pelos seguintes valores

indicativos (Alphageos, 1999):

Para o ISC < 2% o material é considerado sem suporte, devendo ser removido.

4% < ISC < 6% o material pode ser usado em corpos de aterros, sem contato

direto com tráfego.

ISC > 12% material bom para sub bases, não sendo necessária sua

remoção

Pode ser mencionado que a norma “Especificações Gerais para Obras Rodoviárias do

DNER – Volume – I / IV – DNER – ES 282/97”, no seu parágrafo 5.1.4, afirma que “na

execução do corpo dos aterros não será permitido o uso de solos de baixa capacidade de

suporte (ISC < 2%) e expansão maior do que 4%.”

No caso dos aterros de lodo não será necessária a obtenção de um índice tão bom

quando o especificado para base de rodovias, acreditando-se que alguma acomodação

sob o tráfego de veículos seja vantajosa por estar aumentando a compactação do aterro.

127

Os critérios acima servirão, contudo, como indicadores e como uma referência para a

comparação relativa de efeitos dos aditivos minerais.

A Figura 28 mostra que o lodo misturado com 17,5% ou com 5% de cal ultrapassa o

ISC de 2% . Nas proporções de 8% de cal e 4% de Absorsol tende a ultrapassar o

mínimo admissível pelo DNER após 24 dias.

Como demonstrado pelos resultados dos ensaios de resistência à compressão simples e

Índice Suporte Califórnia, o polímero na preparação da torta torna inviável a execução

de um aterro exclusivo com os lodos.

Deve-se destacar que, quando da execução de ensaios em pista experimental com tortas

condicionada com cal e cloreto férrico, foram encontrados valores mais favoráveis na

pista em comparação com valores obtidos em laboratório com o mesmo material.

7. CONCLUSÕES

Tendo em vista a boa qualidade constatada para o lodo da ETE Barueri, a tendência mais

recomendável seria usá-lo como condicionador de solos para a agricultura.

A supressão da cal virgem na torta trouxe como vantagem a diminuição do risco de se

encontrar fenóis nos exames da massa bruta por ocasião das classificações periódicas do

lodo. Sendo classificado como resíduo não inerte, provavelmente será enquadrado na

classe “B”, ou mesmo na “A”, se alguns dos processos para esta classificação forem

implantados na ETE. Não basta que os resultados laboratoriais revelem indicadores que

obedeçam ao estipulado nas normas (da Usepa ou da Cetesb), é necessário, também, que

o lodo tenha passado por processos aprovados como produtores de lodo “B” ou que

sejam considerados, pelo órgão ambiental, como aptos para produzir lodo “A” (Santos,

2001).

128

Como também visto, a mistura do Absorsol com as tortas que forem encaminhadas para

a agricultura tenderia a valorizar a aparência e a funcionalidade do produto biossólido.

Seria recomendável construir pistas experimentais no primeiro dos terrenos escolhidos

para os três aterros exclusivos ao longo da Sabesp, tendo-se em vista que continua ativa

a produção de lodo preparado com cal em três das cinco ETES da área metropolitana. A

julgar pelos resultados obtidos, o uso do Absorsol evitaria a liberação de fenóis,

manteria o lodo na classe II, evitaria a produção de amônia, melhoraria a qualidade do

chorume e as condições ambientais no aterro.

Quanto à ETE Barueri especificamente, uma outra possibilidade é trazida pela maior

quantidade de água carreada pelas tortas e pelas características reológicas da massa de

lodo após a introdução dos polímeros no pré-condicionamento. As tortas julgadas

inadequadas ou excedentes da demanda agrícola, por motivo sazonal ou outros, não

podendo ser dispostas no aterro exclusivo pelas razões debatidas, poderiam ser

incineradas ou secas termicamente, duas formas adequadas para o encaminhamento ao

aterro pois, (1) contornam a deficiente capacidade de suporte das tortas preparadas com

polímero e, (2) diminuem substancialmente o volume de lodos a aterrar, prolongando a

vida útil do sítio escolhido.

Pode ainda ser observado que a combustão de tortas de lodo com concentrações de

sólidos de 30 a 50% é autógena (WEF,1991), situação abrangente tanto da concentração

de sólidos atual (36%), quanto da que existia no passado (41%), com a observação que,

atualmente, a necessidade de incinerar tornou-se maior pela impossibilidade de dispor

nos aterros exclusivos a torta como hoje é produzida.

129

8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Thermal Destruction; p.1430.

136

ANEXO A

Caracterização química do sílico-aluminato de cálcio e magnésio, Absorsol

137

FOLHA DE DADOS PARA SEGURANÇA NO TRABALHO

ABSORSOL INDUSTRIAL

FORNECEDOR - SOL MINERALES DO BRASIL LIMITADA

PRODUTO (NOME COMERCIAL) - ABSORSOL DRY

CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA – Sílico-aluminato de Cálcio e Magnésio

DADOS FÍSICOS E DE SEGURANÇA

Estado sólido, cor branca, sem cheiro.Grãos: 95% entre 0,15 e 3,0 mm

Mudança de estado - Sólido a líquido:1.385 °C 10 °C

Temperatura de amolecimento - 1.370 °C 10 °C

Densidade real - 2,3 g/cm3

Densidade aparente - 0,45 a 0,50 g/cm3

Solubilidade em água - Insolúvel

Solubilidade em ácido acético - Insolúvel

pH - 7,5

Ponto de combustão - Não tem. Material ignífugo.

Temperatura de combustão - Não tem. Material ignífugo.

Limite de explosão - Não tem.

Decomposição térmica - Estável até 1.100 °C

Condutibilidade térmica - Nula

Absorção de água - 90% 10% em peso

Absorção de óleos - 65% 10% em peso

Resistência mecânica a umidade - 92% da resistência a seco

Superfície específica - 400 m2/g

138

Capacidade de troca catiônica - 48,7 5 meq/100g

Produtos perigosos de decomposição - Nenhum

Reações químicas perigosas - Nenhuma

Regulamentação de periculosidade - Nenhuma

COMPOSIÇÃO QUÍMICA MÉDIA

SiO2 - 68%

Al2O3 - 12%

Fe2O3 - 4%

CaO - 2%

PPC – 10 (perda por calor)

MgO - 1,5%

Na2O - 1%

K2O - 0,5%

TiO2 - 0,5%

MEDIDAS DE PROTEÇÃO, ARMAZENAMENTO E MANUSEIO

Medidas técnicas de proteção - não são requeridas medidas especiais pois o produto não é

prejudicial à saúde.

Proteção - Máscara antipó para operações de carga e descarga de caminhões. Transporte

normal de minerais em sacos de 20 kg.

Higiene no trabalho - Lavar com água

Proteção contra incêndios e explosões - Nenhuma

Resíduos - Podem ser lançados em aterros. O produto é um excelente condicionador de

solos para vegetação.

Medidas recomendadas em caso de acidentes - Nenhuma. Produto ignífugo. Se ingerido

em quantidades moderadas não é prejudicial à saúde.

139

ANEXO B

Ilustração esquemática das amostras de laboratório para as situações das tortas

preparadas com: 1 – cal e cloreto férrico e 2 – polímero

140

Ilustração esquemática das amostras de laboratório para as situações das tortas preparadas com:

1 – cal e cloreto férrico e 2 – polímero.

 

 

 

 

5 A5 B Após os aditivos:

5 C Cal 1 tabelas 14 e 15

5 D Cal 2 tabelas 16 e 175 E E 100t Cal 3 tabelas 18 e 19

5 F F 100t ABS 1 tabelas 20 e 21Antes dos aditivos: ABS+

R tabelas 5 e 6 Cal 1 tabelas 22 e 23

E tabelas 8 e 9 ABS+

F tabelas 11 e 12 Cal 2 tabelas 24 e 25

Retirada após (dias): Designação amostras:

5 10 15E ABS= 7% Absorsol ABS 1 ABS 2 ABS 3

CAL= 17,5% Cal 17,5 CAL1 CAL 2 CAL3CAL= 5% Cal 5

ABS + CAL= 8% cal+8% Absorsol ABS +CAL1 +CAL2

%\dias 0 5 14 21

0%5%

1 10% 8015%20%

Massa seca, resistência à

compressão simples e ISC. Observação

visual da resistência ao tráfego.

Mistura com cal virgem nas proporções

Mistura com cal virgem após (dias):

20 corpos de prova para a compressão simples e 20 para o

ISC× 2 =

Lab Solos

Resultados na Tabela 27

F

Análises fisico-químicas e microbiológicasMassa seca Lab SolosPrécondi-cionamento

Tabelas onde estão os resultados:

Construção das pistas

amostras de 200 g

amostra de 30 kg

R 400 t

Tráfego

Pilh

as d

e 10

0 t

Des

carg

as

do F

iltro

20

t ca

da

amostras de 30 kg = 500 g cada 2 min = 6 kg x 5 = 30

Cal

Polímero

141